O barramento de dados do Intel 4004 é bidirecional porque é compartilhado entre a CPU e a memória, sendo que ambas podem ler e gravar no barramento. Isso significa que o barramento de dados pode transferir dados em ambas as direções, da CPU para a memória e da memória para a CPU. Isso é diferente de alguns microprocessadores iniciais, como o 8080, que tinham barramentos de entrada e saída separados. Isso permitiu que o Intel 4004 reduzisse sua contagem de pinos e o tornasse mais compacto.
