Stranger Things adicionou ao seu elenco oito novos nomes. Ao elenco regular juntam-se Jamie Campbell Bower (Will), Eduardo Franco (American Vandal) e Joseph Quinn (Howards End). Em papéis recorrentes teremos Tom Wlaschiha (Game of Thrones), Sherman Augustus (Into the Badlands), Mason Dye (Finding Carter), Nikola Djuricko (In The Land of Blood and Honey) e Robert Englund (A Nightmare on Elm Street).

Bower irá interpretar Peter Ballard, um homem atencioso que trabalha num hospital psiquiátrico, um dos cenários desta 4.ª temporada. Franco será Argyle, o novo melhor amigo de Jonathan (Charlie Heaton), e Quinn será Eddie Munson, um metaleiro dos anos 80 que gere o The Hellfire Club (o clube oficial do jogo Dungeons and Dragons da escola Hawkins High) e que irá acabar no epicentro do mistério desta temporada.

Wlaschiha irá dar vida a Dimitri, um guarda prisional russo que se tornará amigo de Hopper (David Harbour). Augustus será o Tenente Coronel Sullivan, um homem inteligente que acredita saber como parar todo o mal de Hawkins de uma vez por todas. Dye interpretará Jason Carver, um jovem que parece ter uma vida perfeita, é bonito, rico, uma estrela do desporto e namora com a rapariga mais popular da escola, até um novo mal ameaçar Hawkins. Djuricko será Yuri, um traficante russo imprevisível que adora piadas más e dinheiro vivo. Englund interpretará Victor Creel, um homem intimidante e perturbado que está preso no hospital psiquiátrico devido por um homicídio dos anos 50.

Para além de terem anunciado que um dos cenários da série será um hospital psiquiátrico, os criadores da série também anunciaram que nesta temporada “um novo terror vai começar a surgir, algo que estava enterrado há muito tempo, algo que liga tudo”.

Stranger Things estava na fase inicial de filmagens da 4.ª temporada em março quando a Netflix suspendeu todas as produções devido à pandemia da COVID-19. Entretanto, a 28 de setembro a série voltou às gravações.