아차산 4보루는 서울대학교박물관이 1997년, 1998년에 일부 성벽을 포함한 내부 유구를 조사하였으며, 이후 2007년에는 4보루의 정비복원을 위해 국립문화재연구소에서 전체 성벽에 대한 발굴조사를 실시하였다.
아차산 4보루는 둘레 길이가 약 260m이며, 성벽은 요동의 고구려 성곽과는 달리 봉우리 정상부의 평탄면과 수평한 면까지만 쌓아올린 뒤 성벽 안쪽에 흙을 뒷채움함으로써 보다 넓은 생활공간을 확보하였다. 이중 구조의 남벽 치를 포함하여 모두 5개의 치가 설치되어 있었고, 다른 보루들과 마찬가지로 온돌이 포함된 여러 건물지와 저수시설, 배수로 등이 확인되었으며, 석축성벽 이전의 목책 구덩이도 발견되었다.
또한 4보루에서는 각종 명문 접시와 오절판, 대형 연통 등과 같은 토기류와 투구, 등자, 재갈 등과 같은 철제 유물도 상당량 출토되었다.