We wrześniu 2015 roku współautorzy The Talos Principle – Jonas Kyratzes wraz z żoną Vereną – zostali przedstawieni jako scenarzyści nadchodzącego Serious Sam 4.
Serious Sam 4 został zapowiedziany pod tytułem Serious Sam 4: Planet Badass w kwietniu 2018 roku podczas konferencji Reboot Develop w Chorwacji wraz z trailerem. Na zamkniętym pokazie na targach E3 z tego samego roku został zaprezentowany jeden poziom gry. W tym momencie wydanie gry było planowane na 2019 rok. W maju 2020 roku Serious Sam 4 został ponownie zapowiedziany, już bez podtytułu, z przewidywaną data wydania na sierpień 2020 roku na platformach Microsoft Windows i Google Stadia. Według zespołu deweloperów, podtytuł "The Planet Badass", wzięty z fabuły gry, gdzie nieliczni ocalali walczą z najeźdźcami z kosmosu, został zarzucony ze względu na kłopotliwe tłumaczenia na inne języki.
Wydanie gry zostało opóźnione do 24 września 2020 roku. Z powodu umowy na wyłączność z usługą Stadia, wersje na konsole PlayStation 4 oraz Xbox One zostały przełożone na początek 2021 roku.