Pärast kahte üsna edukat hooaega ilma playoffis osalemiseta olid Astros 2004. aasta NL pennanti võitmise favorid. Nad lisasid tähtmängija Andy Pettitte'i nimekirja, mis juba sisaldas väljapaistevaid mängijaid nagu Lance Berkman ja Jeff Kent, samuti veteranid Bagwell ja Biggio. Roger Clemens, kes oli pärast hooaega New Yorgi Yankees'is pensionile läinud, nõustus ühinema oma endise meeskonnakaaslase Pettitte'iga Astros'is 2004. aastal. Üheaastane leping sisaldas ainulaadseid tingimusi, nagu võimalus Clemensil jääda koju Houstoni valitud teekondadele, kui ta ei olnud plaanis visata. Vaatamata edu ennustustele, oli Astrosil keskmine rekord 44-44. Peamised probleemid olid jooksete tootmise puudumine ja halb rekord tihedates mängudes. Pärast seda, kui Houstonis toimunud 2004. aasta All-Star mängul oli juhataja Jimy Williams vallandatud ja asendati Phil Garner, kes oli 1986. aasta Astros'i diviisjoni võitnud staar. Astrosil oli Garneri juhtimisel hooaja teisel poolel rekord 46:26, mis andis talle NL wild-card'i. Astros võitis Braves'i 3<unk>2 Division Series'is, kuid kaotas National League Championship Series'i.
St. Louis Cardinalsi vastu seitsmes mängus. Clemens sai rekordilise seitsmenda Cy Young auhinna 2004. aastal. Lisaks sellele aitas Carlos Beltrán'i vahetus Kansas City Royals'iga Astros'i playoffis tohutult. Vaatamata vahehooaja vahetus kuulujuttele, tõestas Beltrán, et ta on meeskonna lootuste jaoks oluline, löödes kaheksa kodujooksu postseasonis. Kuigi ta oli kinnitanud, et soovib jääda Astrosisse, kirjutas Beltrán 9. jaanuaril 2005 alla pikaajalisele lepingule New Yorgi Mets'iga.