《京城四少2004》是一部年代剧情剧，讲述了年幼遇劫的四兄弟在乱世中失散，各自觅得归处的故事。童善、德仰仲、铁蛋、童玉官等人物在国难、家仇、情感中纠葛，最终四兄弟相认，揭露了德仰仲的罪行，为家族复仇。剧中还涉及了爱情、友情、亲情等多种情感纠葛，以及正义与邪恶的较量。
故事从童善带着家人从回疆返京开始，途中遭遇抢匪胡笑天率众抢劫，除四子童玉官外，其他三子均不知去向。童家四子各自拥有四分之一扇形玉佩，成为日后相认的唯一信物。德仰仲为清廷皇戚，诬指霍刚强娶皇上召选的秀女为妻，导致霍家满门抄斩，仅稚女霍青桐在奶娘保护下隐入“百花楼”得以逃生。
铁蛋在百花楼中生活，与童玉官结成莫逆。童家长子被胡笑天收养，取名古人杰，深获德仰仲器重。叶雨桐和父亲叶牧师募款兴建学校，古人杰以巨款相助，引起雨桐不满。杜奎为抢匪手下，带着童家次子杜立寒逃亡，隐身于京城巷弄中靠着一间豆腐店维生。
小钗从奶娘处误以为杀父仇人是童善，便夜刺童善。童善发现霍家血案疑点颇多，说服小钗，二人联手缉查真凶。童善和柳云天寻线追查，对古庆三之行径起疑。古庆三于市井中与杜奎相遇，担心杜奎说出当年抢案事件，一方面杀死杜奎灭口，一方面又以伪善的面目获得铁蛋等人的好感。
古人杰在“余庆钱庄”中发现古庆三的作为颇多引人非议之处，见古庆三以阴狠的手段周旋于众人间，并为私利不惜将儿子作为棋子。在人杰证实古庆三乃是造成童家四兄弟失散的抢匪，人杰答应入赘德家与锦云完婚，伺机报仇。杜立寒在叶雨桐的引荐下和古人杰相遇，立寒投身革命工作中，遭官兵捉拿，铁蛋等人联手营救，立寒得以脱逃。
童善被德仰仲陷害被关入大牢，童家生活困窘，人杰得知玉官是失散的四弟，暗中资助玉官。芽儿却在众人营救立寒的过程中阴错阳差嫁给玉官，芽儿虽对铁蛋有怨恨，但渐渐发现玉官的善良纯真，而接受玉官，二人结为夫妻。古庆三垂涎小钗美色，欲占为己有，没料到德仰仲一见小钗便强行纳为妾室，古、德二人间之矛盾加剧。
小钗于童善入狱前，就已经与童善怀疑德仰仲为霍家血案元凶，小钗为确定德仰仲就是杀父仇人，不顾众人反对同意嫁入德府寻找证据。小钗在德府中行动受到限制，偶然见到德仰仲悄悄进入一间书房中，心中颇为疑惑。一日小钗进入书房却见亡母画像悬挂于书房中，不禁悲痛不已，确定德仰仲即为杀害全家的仇人。小钗欲刺杀德仰仲失手，德仰仲强灌小钗汤药，小钗失去记忆被关入柴房中，铁蛋欲闯德府救小钗，却被古人杰制止。
古人杰一再制造德仰仲和古庆三之间的矛盾和冲突，古庆三在大势已去、身份暴露下举枪自杀，德仰仲也在得知女儿锦云和家仆珠胎暗结，锦云和人杰从未成为夫妻时，气结中风。一日德府突然大火，德仰仲目睹家产付之一炬。大火中，古人杰为救锦云而身受重伤双眼失明，而叶雨桐在教堂失火时并未身亡，栖身于医院中做了一名医护人员，雨桐在医院遇到人杰，二人得以重逢。
小钗虽和众人团聚却不认识众人，铁蛋悉心照料小钗，杜立寒返家，兄弟二人情深意重互让小钗，童善也被放出大牢，与众子相认。