De fyra körde ett fordon in i området i Karakax county, och satte igång sprängämnen som dödade en person och skadade tre andra, sade de. Statsmedia sa att det var en terroristattack.
Området, till största delen muslimskt uigur, har drabbats av år av oroligheter.
Myndigheterna skyller våldets historia på islamistiska militanter.
Mänskliga rättigheter och exil Uigur grupper anklagar regeringen för att undertrycka den muslimska gemenskapen.
Den statliga nyhetsbyrån Xinhua angav inte om de fyra personerna dödades av myndigheterna på plats eller senare på dagen.
Förra månaden började kinesiska myndigheter konfiskera pass från människor i regionen och sade att det var ett drag att bekämpa våld.
Uigurer, som utgör omkring 45 procent av Xinjiangs befolkning, har ofta klagat över att deras rörelsefrihet har begränsats.
Kinesisk polis har skjutit ihjäl fyra personer som attackerade en kommunistpartiet byggnad i västra Xinjiang provinsen, säger lokala myndigheter.