간접원인
4·19혁명을 초래하게 된 근본원인은 종신집권을 노린 대통령 이승만의 지나친 정권욕과 독재성 및 그를 추종하는 자유당의 부패정치에 대한 국민들의 불평불만이 누적된 데 있다. 이승만은 환국(還國) 이후 다른 어떤 민족지도자보다도 가장 두터운 국민의 지지와 신망을 얻었을 뿐 아니라 탁월한 수완으로 탄탄한 정치적 기반을 구축하였다.
이러한 국민적 신망은 그에게 '나밖에 없다'는 오만과 카리스마적 권위의식을 가지게 하였고, 또한 이것은 그의 끝없는 정권욕과 독재성을 조장하는 결과를 낳았다. 그는 자신의 종신집권과 권력을 강화하기 위하여 숱한 정치파동과 정치적 비리를 저지름으로써 점차 국민의 지지를 잃게 되었다. 그는 6 ·25전쟁 발발 직후 서울 사수(死守)를 공언하고도 자신과 정부는 피난감으로써 국민을 배신하였다. 또한 '국민방위군사건(國民防衛軍事件)'으로 많은 청년들을 희생시켰고, 전쟁의 소용돌이 속에서도 자신의 집권을 위해 일대 정치파동을 일으켜 국민의 원성을 사기 시작하였다.
1952년 대통령직선제 개헌을 위한 정치공작을 추진하는 과정에서도 부산 일대에 계엄령을 선포하고 국회의원들을 체포, 연금하여 위협하는가 하면, '백골단(白骨團)' '민족자결단(民族自決團)' 등 정체불명의 단체가 나타나 국회의원들을 협박하는 사태가 벌어졌다. 그리고 개헌을 반대하는 의원들의 지역구에서는 난데없이 국회의원을 성토하며 사퇴를 외치는 군민대회가 곳곳에서 벌어지기도 하였다. 당시 이른바 '부산정치파동'으로 불리는 일련의 정치테러 사건과 이때 통과된 '발췌개헌(拔萃改憲)'으로 이승만에 대한 국민의 신망은 더욱 떨어졌다.
1954년 11월 이승만은 재차 자신의 종신집권을 위해 헌법의 중임제한(重任制限) 조항을 없애는 개헌안을 국회에 상정시켜 이른바 '사사오입개헌(四捨五入改憲)'이라는 기상천외한 개헌을 단행하였다. 당시 개헌안이 가결되기 위해서는 재적 국회의원 203명의 3분의 2에 해당하는 136표 이상의 찬성을 얻어야 했는데, 투표결과 찬성이 135표에 그쳐 부결된 것으로 선포되었다. 그러나 다음날 재적의원인 203명의 3분의 2는 '135.333…'명이므로 이를 사사오입하면 135명이라고 하면서 전날의 부결을 뒤집고 가결된 것으로 정정 선포함으로써 사사오입개헌이 이루어지게 되었다.
1956년 5·15정부통령선거에서 정권이 교체되는 듯한 분위기가 감돌았으나, 민주당의 대통령후보 신익희(申翼熙)가 급서(急逝)함으로써 그 꿈은 무산되고 말았다. 자유당은 선거법에 언론규제규정을 삽입한 ‘협상선거법(協商選擧法)’을 통과시켜 부정선거를 고발하는 언론을 봉쇄해놓고 관권에 의한 부정선거를 공공연히 자행하였으나, 신익희에 대한 추모표(追慕票)가 20%에 달하였고 부통령에 민주당의 장면(張勉)이 당선됨으로써 민심의 소재가 분명히 밝혀졌다.
그리고 1958년 12월 자유당은 국회의사당에 무장경찰과 무술경찰을 배치하여 반대하는 야당의원들을 완력으로 막고 ‘2·4보안법파동(二四保安法波動)’을 일으켜 언론규제와 야당탄압을 강화할 수 있는 법적 근거를 마련했다. 1959년에 이르러 자유당 정권은 야당계 언론에 대한 탄압을 강화하여 몇 차례의 필화사건(筆禍事件)으로 기자를 구속했으며, 정부를 비판하던 《경향신문(京鄕新聞)》을 폐간하기도 하였다. 이와 같은, 이승만과 자유당의 극에 달한 온갖 정치적 비리가 4·19혁명의 간접적 원인을 조성하였다.
직접원인
1956년 정부통령선거에서 나타난 국민들의 야당지지 성향과 투표결과를 분석한 자유당 정권은 순리적인 선거를 통해서는 승산이 없음을 깨닫고 1960년 정부통령선거를 처음부터 관권을 동원하여 부정하게 치를 계획을 세웠다. 자유당은 민주당의 대통령후보인 조병옥(趙炳玉)이 신병치료를 위해 도미(渡美)하게 된 것을 기회로, 5월 중에 실시해야 할 정부통령선거를 2개월이나 앞당겨 3월 15일에 실시하였다.
내무부장관 최인규(崔仁圭)를 중심으로 공무원을 총동원한 부정선거 음모의 내용은, ① 4할 사전투표(事前投票), ② 3인조에 의한 반공개(半公開) 투표, ③ 자유당의 완장부대 동원으로 유권자위협, ④ 야당참관인 축출, ⑤ 유령 유권자의 조작과 기권강요 및 기권자의 대리 투표, ⑥ 내통식(內通式) 기표소의 설치, ⑦ 투표함 바꿔치기, ⑧ 개표 때의 혼표(混票)와 환표(換票), ⑨ 득표수의 조작 발표 등이었다.
이러한 음모는 정의감에 불타는 한 말단 경찰관이 '부정선거지령서'의 사본을 민주당에 공개함으로써 백일하(白日下)에 폭로되었다. 이때 조병옥이 미국에서 급사(急死)함으로써, 이승만의 4선(四選)은 거의 확실하게 되었다. 3월 17일 이승만·이기붕 후보가 80%가 넘는 높은 득표율로 당선되었음을 발표하였으나, 국민들은 아무도 믿지 않았다. 그것은 선거가 아니라 선거라는 미명(美名) 아래 행해진 국민주권의 유린행위였고, 국민에 대한 배신행위에 불과하였기 때문이다.