След два доста успешни сезона без плейофите, Астрос бяха фаворити за шампионата. Добавят звездата Анди Петит в списъка, който вече включва звезди като Ланс Бъркман и Джеф Кент, както и ветерани Багуел и Биджио. Роджър Клеменс, който се е пенсионирал след сезона с Ню Йорк Янкис, се съгласява да се присъедини към бившия си съотборник Петит в Астрос за 2004 година. Едногодишната сделка включваше уникални условия, като опцията за Клеменс да остане у дома в Хюстън на избрани пътни пътувания, когато не е планиран да хвърля. Въпреки ранните прогнози за успех, Астрос имат посредствен резултат от 44 на 44 на паузата на "Ол Стар". Недостигът на производство и лошите резултати в близките мачове са основните проблеми. След като е бил подхвърлен на мача за звездите през 2004 г. в Хюстън, мениджърът Джими Уилямс е уволнен и заменен от Фил Гарнър, звезда на Астрос от 1986 г., спечелилилата дивизията. Астрос се радва на рекорд от 46 на 26 в втората половина на сезона под ръководството на Гарнър и печели място в Националната лига. "Астрос" побеждават "Брейвс" 3 на 2 в Дивизионната серия, но губят
Серията на Националната лига на Сейнт Луис Кардиналс в седем мача. Клеменс печели рекордна седма награда "Сай Йънг" през 2004 г. В допълнение, добавянето на Карлос Белтран в средата на сезона в размяна с Канзас Сити Роялс помага на Астрос в плейофите. Въпреки слуховете за смяна в средата на сезона, Белтран ще се окаже инструмент за надеждите на отбора, като удря осем хоум рана в постсезона. Въпреки че е заявил желанието си да остане с Астрос, Белтран подписва дългосрочен договор с Ню Йорк Метс на 9 януари 2005 г.