Der Abschnitt 4 umfasst die Stadt Oldenburg in Holstein und die Gemeinde Göhl. Aus Sorge vor künftigem Lärm durch Güterverkehre wurde im Jahr 2014 die Umfahrung der Stadt Oldenburg in Holstein beschlossen. Daher verläuft die künftige Strecke östlich der Stadt durch den Oldenburger Bruch in Richtung Göhl. In diesem Bereich fädelt der Streckenneubau in den Bestand ein. Dort erfolgt der Ausbau der bestehenden Strecke.
Die Stadt Oldenburg in Holstein erhält am Milchdamm einen neuen Haltepunkt. Zusätzlich werden die Bahnübergänge Sebenter Weg und Göhl zurückgebaut und durch Straßenüberführungen ersetzt.
Im Oldenburger Bruch sind überwiegend inhomogene Böden vorhanden, die aufgrund ihrer schlechten Standfestigkeit eine große Herausforderung an einen Trassenneubau stellen. Ein Teil der Niederung ist eine geschlossene Hausmülldeponie, die unter anderem Glas, Metall, Holz, Plastikabfälle und Bauschutt beinhaltet. Angrenzende Bereiche zeichnen sich durch Torf- und Muddeablagerungen aus, sodass sehr weiche Bodenschichten vorliegen. Damit die Bahn künftig sicher den Oldenburger Bruch queren kann, wird ein Bauwerk vergleichbar mit einer unterirdischen Brücke geschaffen. Um eine ausreichende Standfestigkeit für die Schiene zu schaffen, werden Betonpfähle mit einer Tiefe bis über 30 m in den Boden gebracht (Planausschnitt Eisenbahnüberführung Oldenburger Bruch).
Die untenstehende Karte zeigt, welche Maßnahmen zum Schutz von Lärm und Erschütterung im Abschnitt 4 geplant und wo diese genau verortet sind (schematische Darstellung).
Die Planung für den Abschnitt 4 wurde beim Eisenbahn-Bundesamt zur Genehmigung eingereicht und im Herbst 2021 öffentlich ausgelegt. Aufgrund des Bundestagsbeschlusses wurden nachträglich Lärm- und Erschütterungsschutzmaßnamen ergänzt. Daher wurde die Planung Anfang 2024 erneut öffentlich ausgelegt.