Dördüncü haftada, embriyonun büyümesi ve gelişmesi hızlanır ve ilk kalp atışı gerçekleşir. Bu hafta ayrıca, embriyonun nöral tüp adı verilen yapıyı oluşturmaya başlar. Nöral tüp, bebeğin beyin ve omuriliği gibi merkezi sinir sistemi yapılarını oluşturacak hücreleri içerir.
Ayrıca, embriyo bu dönemde göz, kulak ve burun gibi başlangıç seviyesindeki organların temel yapılarını oluşturmaya başlar. Ayrıca, embriyonun üst çene, alt çene ve diğer yüz yapısı da bu dönemde oluşmaya başlar.
Dördüncü haftada, embriyonun boyu yaklaşık olarak 2-3 mm'dir ve hamilelik testleri ile pozitif sonuç verir. Ayrıca, embriyonun bu dönemdeki gelişimi, annenin beslenmesi, sağlığı ve sigara, alkol gibi zararlı maddelerden uzak durması ile de ilişkilidir.
Bu dönemdeki embriyonik gelişim, anne karnındaki bebek için son derece kritiktir ve çeşitli nedenlerden dolayı sağlıksız bir şekilde devam edebilir. Bazı durumlarda, embriyo bu erken dönemlerde tamamen durabilir veya düşük oluşabilir.