Charakterystyczną cechą samochodów firmy Peugeot jest to, że pozostają one przez długie lata w produkcji, w nie zmienionej formie konstrukcyjnej podstawowych zespołów. Tak było np. z modelem 404, 204, tak też się stało z modelem 504. Gdy w 1968 r. wprowadzono do produkcji nowy samochód – Peugeot 504, ósmy rok był już wytwarza¬ny, cieszący się dużą popularnością, model 404. Może właśnie dlatego firma zdecydowała się na uzupełnienie podwyższonej klasy samochodów Peugeot, obawiając się jakby o dochody ze sprzedaży małego modelu 204 z rewelacyjnymi, jak na konserwatywną firmę, rozwiązaniami technicznymi, z przednim, poprzecznie ustawionym układem napędo¬wym.
Peugeot 504 otrzymał układ napędowy klasycznie rozwiązany – silnik z przodu napędzał koła tylne. Konstrukcja silnika modelu 504 niewiele różniła się od konstrukcji silnika stosowanego w modelu 404. Zasadnicza różnica wynikała z tego, że w porównaniu z silnikiem modelu 404, zwiększono długość skoku tłoków przy identycznej średnicy cylindrów i tym samym stopniu sprężania. Wydłużając skok tłoków o 8 mm uzyskano większą pojemność silnika i wyższą moc, a więc konstrukcja silnika pozostała bez zmian. Głowica wykonana ze stopów lekkich mieści zawory ustawione w dwóch rzędach, krzyżowo, w układzie V. Wałek rorządu umieszczony jest w żeliwnym kadłubie silnika i steruje zaworami przez popychacze. Cały silnik (głowica, kadłub, miska olejowa) pochylony jest pod kątem 45° w prawo.
Zastosowano dwa systemy doprowadzania paliwa do silnika: za pomocą gaźnika lub za pomocą wtrysku paliwa do przewodów ssących. Firma oferowała również dwa rodzaje skrzynek biegów: mechaniczną i automatyczną typu ZF. Skrzynie biegów adaptowano z modelu 404. Samochód 504 z mechaniczną skrzynką biegów i z silnikiem gaźnikowym osiągał prędkość 0… 100 km/h w 14,8 s, natomiast z silnikiem zasilanym wtryskiwanym paliwem prędkość uzyskiwał w 1 2,2 s. Lepsza dynamika wozu z drugą wersją silnika wynikała z wyższej jego mocy. Silnik gaźnikowy miał moc 55,9 kW, a silnik z wtryskiem paliwa-66,2 kW. Dane te podaję dlatego, bo w dalszych latach produkcji samochodu Peugeot 504, przy zachowaniu bez zmian (w wersji podstawowej samochodu) pojem-ności skokowej silnika jego moc ulegała zmianom, zmianie ulegały elementy układu przeniesienia napędu, a także masa własna pojazdu, tym samym zmieniała się dynamika samochodu.
W 1983 r., a więc w ostatnim roku produkcji Peugeot 504 z silnikiem 1,8 I o mocy 59 kW prędkość 0…100 km/h osiągał w nieco dłuższym czasie (15,5 s) niż jego poprzednik z 1968 r. Nieco niższą dynamikę „młodszych” modeli 504 wynagrodzono zmniejszonym zużyciem paliwa. Firma podawała w 1968 r„ że samochód zużywał 11,61/100 km paliwa. Wówczas pomiary paliwa przeprowadzano (dla celów katalogowych) przy 2/3 prędkości maksymalnej samochodu. W przypadku Peugeota 504 zużycie paliwa zmierzono przy V- 104 km/h. Natomiast samochód produkowany w 1983 roku zużywał 9,4 1/100 km paliwa przy V= 120 km/h, a więc znacznie mniej.
W 1968 r. wprowadzony do produkcji Peugeot 504 miał niezależne zawieszenie tylnych kół napędowych. Przy takim rozwiązaniu przekładnia główna podwieszona jest zwykle bezpośrednio do nadwozia. Wytwarzane przez nią drgania i hałas przenoszone są na nadwozie, a przecież wozy Peugeot 404 słynęły z cichej pracy elementów podwozia. Aby zmniejszyć niekorzystne oddziaływanie przekładni głównej jest ona w 504 połączona ze skrzynią biegów rurą reakcyjną, stanowiącą pochwę wału napędowego. Reakcje od pracującej przekładni głównej przenoszone są do miejsc mocowania silnika. Ze względu na zastosowanie długiej rury reakcyjnej, przenoszone na punkty (poduszki) zawieszenia silnika siły są małe. Pomimo dokładnego dopracowania zawieszenia niezależnego tylnej osi napędowej, po kilku latach produkcji, od kwietnia 1971 roku, w wersjach kombi 504 i dwa lata później w wersji podstawowej z nadwoziem typu sedan (504 L), wprowadzono sztywny most tylny.
Peugeot 504 nie otrzymał nawet na okres przejściowy (jak starszy model 404) przekładni głównej typu ślimakowego, od początku była to przekładnia stożkowa typu hipoidalne- go.
Nadwozie samochodu Peugeot 504 zostało opracowane przez włoską firmę Pininfarina. W bocznej linii nadwozia widoczne są duże kąty pochylenia szyby przedniej i tylnej. W 1968 r. był to śmiały, nowoczesny rysunek nadwozia. Uwagę zwracała przednia część nadwozia z charakterystycznym dla tego pojazdu trapezowym kształtem reflektorów oraz „wklęsłą” maską silnika.
Model 504 był przez długi czas (do momentu ukazania się modelu 604) największym samochodem firmy Peugeot, dłuższym o 4 cm i szerszym o 7 cm od modelu 404. Jeśli różnica 4 cm w długości pojazdów nie decyduje o objętości wnętrza nadwozia, to większa o 7 cm szerokość wozu 504 wyraźnie wpływa na zwiększenie objętości użytkowej pojazdu, zwłaszcza, że kształt górnej części nadwozia jest korzystny, ma ono gięte szyby boczne.
Obszerne wnętrze Peugeota 504 zapewnia wygodną jazdę. Z przodu znajdują się dwa indywidualne fotele, które można regulować wzdłuż osi pojazdu i pochylać ich oparcia aż do uzyskania równej płaszczyzny z kanapą tylną (do spania). Oparcia przednich foteli wyposażono seryjnie w zagłówki, a pomiędzy fotelami znajduje się „wstawka” tapicerska, która pozwala na jazdę z przodu 3 osób. Z tyłu umieszczono jednolitą kanapę z chowanym środkowym podłokietnikiem. Wstawka, czyli odchylane wąskie poduszki tapicerskie, wypełniają odległość dzielącą ustawione w jednym szeregu dwa fotele przednie, Aby umożliwić jazdę 3 osób z przodu, dźwignia zmiany biegów umieszczona została przy kolumnie kierownicy. Produkowana była również wersja samochodu z dźwignią umiesz¬czoną w podłodze, ale wówczas z przodu mogły jechać tylko dwie osoby.
Wysoki komfort jazdy, na który składają się: wygodne wnętrze nadwozia i dobrze opracowany układ jezdny, to zalety Peugeota 504. Ten wysoki komfort jazdy był bezpośrednią przyczyną, że 48 dziennikarzy pism motoryzacyjnych z 13 krajów wybrało Peugeota 504 najlepszą konstrukcją 1 968 r.
Kilka miesięcy po odbiorze nagrody na „najlepszy samochód roku” Peugeot wprowadził na rynek dwie odmiany nadwoziowe modelu 504: Coupe i Cabriolet, jednocześnie wycofując z produkcji podobne odmiany nadwoziowe modelu 404. Twórca tych nadwozi, firma Pininfarina, umieściła swój znak w widocznym miejscu samochodu – najpierw na tylnych, a później na przednich błotnikach obu odmian pojazdów. Oba pojazdy, 504 Coupe i 504 Cabriolet napędzane były 4-cylindrowymi silnikami z wtryskiem paliwa, a od 1974 r. 504 Coupe otrzymała 6-cylindrowy widlasty silnik opracowany wspólnie przez trzy firmy: Peugeot, Renault i Volvo.
Oprócz wielu wersji benzynowych silników w samochodach Peugeot 504 stosowany był od 1971 r. silnik wysokoprężny. Uwzględniając wersje silnikowe i nadwoziowe tego pojazdu był on produkowany w wielkiej gamie, mógł zaspokoić potrzeby odbiorców na wygodny, duży samochód.
Peugeot 504 produkowany był długo – 15 lat.