ศูนย์พิสูจน์หลักฐาน ๔ เดิมคือ กองกำกับการวิทยาการ กองบังคับการตำรวจภูธร ๖ กองบัญชาการตำรวจภูธรภาค ๒ ที่ก่อตั้งขึ้นในปี ๒๕๐๓ มีหน้าที่ความรับผิดชอบการปฏิบัติงานพิสูจน์หลักฐาน งานตรวจสถานที่เกิดเหตุ และงานทะเบียนประวัติอาชญากร มีแผนกธุรการ แผนกถ่ายรูปและตรวจสถานที่เกิดเหตุ แผนกทะเบียนประวัติอาชญากร แผนกสถิติคดีอาญาและพิพิธภัณฑ์ทางคดี แผนกพิสูจน์หลักฐาน และมีวิทยาการจังหวัดในสังกัดอีก ๖ จังหวัด คือ วิทยาการจังหวัดอุดรธานี หนองคาย เลย สกลนคร นครพนม และมุกดาหาร
ในปี พ.ศ.๒๕๓๕ ได้มีพระราชกฤษฎีกา แบ่งส่วนราชการ กรมตำรวจ กระทรวงมหาดไทย (ฉบับที่๑๘) พ.ศ. ๒๕๓๕ ซึ่งได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม ๑๐๙ ตอนที่ ๑๐ มาตรา ๔ จัดตั้งสำนักงานวิทยาการตำรวจ โดยการรวบรวมหน่วยงานด้านพิสูจน์หลักฐานและทะเบียนประวัติอาชญากร ที่กระจายอยู่ทั่วประเทศ มาเข้าสังกัด ซึ่งโอน กองกำกับการวิทยาการ กองบังคับการตำรวจภูธร ๖ กองบัญชาการตำรวจภูธรภาค ๒ เป็น กองกำกับการวิทยาการ เขต ๖ กองวิทยาการภาค ๒ สำนักงานวิทยาการตำรวจ
ในปี ๒๕๔๘ ได้มี พระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการ สำนักงานตำรวจแห่งชาติ พ.ศ.๒๕๔๘ และกฎกระทรวงแบ่งส่วนราชการ เป็นกองบังคับการหรือส่วนวิชาการ ที่เรียกชื่ออย่างอื่นในสำนักงานตำรวจแห่งชาติ พ.ศ.๒๕๔๘ เป็นผลให้ สำนักงานวิทยาการตำรวจ เปลี่ยนชื่อหน่วยงานเป็น“สำนักงานนิติวิทยาศาสตร์ตำรวจ”ตามกฎหมายดังกล่าว และเปลี่ยนชื่อ กองกำกับการวิทยาการ เขต ๖ เป็น “ วิทยาการเขต ๒๓ ” ซึ่งขึ้นตรงต่อ กองวิทยาการ ๒ สำนักงานนิติวิทยาศาสตร์ตำรวจ สำนักงานตำรวจแห่งชาติ มีหน่วยงานในสังกัดคือ งานอำนวยการและทะเบียนประวัติ งานพิสูจน์หลักฐาน งานตรวจสถานที่เกิดเหตุ และวิทยาการจังหวัดอีก ๕ แห่ง คือ วิทยาการจังหวัดอุดรธานี วิทยาการจังหวัดเลย วิทยาการจังหวัดหนองคาย วิทยาการจังหวัดหนองบัวลำภู และวิทยาการจังหวัดมหาสารคาม
ต่อมาในปี ๒๕๕๒ ได้มีพระราชกฤษฎีกาแบ่งส่วนราชการสำนักงานตำรวจแห่งชาติ พ.ศ.๒๕๕๒ และกฎกระทรวงแบ่งส่วนราชการเป็นกองบังคับการ หรือส่วนราชการที่เรียกชื่ออย่างอื่นใน ตร. พ.ศ.๒๕๕๒ ยกเลิกส่วนราชการเดิม และ จัดตั้งส่วนราชการใหม่ ประกอบกับมติ ก.ตร. ในการประชุมครั้งที่ ๖ / ๒๕๕๒ เมื่อวันที่ ๕ มิถุนายน ๒๕๕๒ อนุมัติให้ยุบเลิกตำแหน่งต่างๆ ในส่วนราชการเดิมและกำหนด ตำแหน่งให้กับส่วนราชการใหม่ โดยพระราชกฤษฎีกานี้ ได้ประกาศในราชกิจจานุเบกษาลง ๖ กันยายน ๒๕๕๒ ให้มีผลใช้บังคับตั้งแต่วันถัดจากวันประกาศในราชกิจจานุเบกษาเป็นต้นไป สำนักงานนิติวิทยาศาสตร์ตำรวจ เปลี่ยนชื่อเป็น สำนักงานพิสูจน์หลักฐานตำรวจ และ ให้ วิทยาการเขต ๒๓ เป็นหน่วยราชการในสังกัดระดับกองบังคับการ เปลี่ยนชื่อเป็น ศูนย์พิสูจน์หลักฐาน ๔ รับผิดชอบการตรวจพิสูจน์หลักฐาน ตรวจสถานที่เกิดเหตุ และงานทะเบียนประวัติอาชญากร ในพื้นที่ตำรวจภูธรภาค ๔