2004年 四代YZF-R1 998cc 172HP
第四代R1 是首次大改款，馬力重量比達到1：1，172ps 對上172kg 的乾重，外形上也有了明顯變化，採用四頭燈雙鷹眼設計，提高車頭的識別度，排氣管也由側邊改為車尾下方雙排氣管的配置，這樣的外形概念成為R1 元素一直維持到2014年。
四代R1 開始的尾排設計元素，一直延續到2014年。
新的引擎改變縮短活塞行程，缸徑與行程為77 x 53.6 mm，以獲得更高的可用轉速，比起前代R1 紅線轉速提升2,000轉。同時也首次搭載Ram Air 進氣以及雙節流閥設計，第二節流閥由電腦控制驅動，進一步提高馬力。
引擎本身的壓縮比也提高至12.4：1 之外，汽缸與曲軸箱的夾角也增加到40度，讓引擎更加前傾，讓車架的雙翼樑在後端能收的更直也更窄，讓車架寬度減少64mm，幾乎與油箱差不多，帶來更好的騎乘感受，並能有效抑制前輪浮舉的情況。另外由於引擎缸頭位於車架下方，新的車架也具有更好的強度，因此第四代R1 的引擎不再是車架受力的一部份，讓引擎汽缸與曲軸箱可以採用螺絲固定，成為兩個獨立零件，而不是一體式的設計。
引擎角度更加前傾，讓引擎位在車架下方，也讓車架能收的更窄。
其他設計也受到MotoGP 技術的影響，包括使用倒掛桁架式的後搖臂設計、輻射卡鉗以及原廠搭載防甩頭，結合車架的改變，第四代R1 能有效的抑制急加速或急減速產生的車體晃動。
來自MotoGP 的倒掛桁架式後搖臂設計。
2006年 四代半YZF-R1 998cc 175HP
這代R1 是以第四代R1 更加精進而來，在外型上幾乎一樣，但改以更短的進氣導管，提昇高轉速性能，將馬力提升到175HP。車架底盤則做了較多的微調，改善運動性，包括後搖臂加長20mm 提高後輪循跡性，並增加前半部1% 的比重。由於整體來說可以說是四代R1 的改良版，因此在歐洲來說仍屬是第四代，以日本來說，則是車體部份有所變動即是下代車款，因此日本稱為第五代R1，在這小編則認為只是些許的小改款，就以四代半去稱呼這代R1。
2006年也正逢YAMAHA Motor 創廠50週年，特別以第五代R1 為基礎，推出兩款特殊車，分別是50週年黃色經典配色的YZF-R1 以及性能強化版的YZF-R1 SP。50週年版與一般版大至相同，僅僅是特殊配色與專屬銘牌，而SP 版則是在操控性能的全面提升。
2006年正好是YAMAHA Motor 創廠50週年，推出週年紀念R1。
YZF-R1 SP 為限量車款，在北美稱為YZF-R1 LE（Limit Editon），北美與歐洲配額各500輛，以及其他市場330輛，共1,330輛。原廠即搭配滑動式離合器、可調座高的Ohlins 後懸吊、Ohlins 倒叉以及比原廠輪框輕400g 的Marchesini 鍛造鋁框，其中懸吊系統與肯尼王車隊的M1 相同。車架與Case 也採用不同於標準版的表面處理，突顯SP 版的獨特性。
R1誕生至今，唯一的限量車款，R1 SP。
R1 SP 搭載當年與GP 同級的Ohlins 前叉。
當年與GP 同級可調車高的Ohlins 後懸吊。
Case 與車架採用與一般版不同的表面處理。
