ב-2004, אולימפיקוס שכרה מחדש את דושן באגביץ' וחתם על שחקן הכדורגל העולמי של השנה ב-1999 ובאלוף העולם ב-2002 הסופרסטאר הברזילאי ריוואלדו ובאלוף אירופה ב-2004
אנטוניס ניקופולידיס. בסוף העונה, אולימפיקוס ניצחה במשחק הכפול המקומי והייתה לה הופעה הגונה בליגת האלופות, צברה עשר נקודות בקבוצה הקשה לצד ליברפול, מונקו ודפורטיבו דה לה קורונה ואיבדה את ההסמכה לשלב ההדחה בארבע הדקות האחרונות של המשחק האחרון נגד ליברפול, אלוף אירופה בסופו של דבר, באנפילד. באביץ' עזב את המועדון והמאמן הנורווגי טרונד סוליד נשכר במקומו. המועדון חתם על המתקף הקפריסי מיכאליס קונסטנטינו מפאנת'ייניקוס, על המגן אלופת אירופה 2004 מיכאליס קאפסיס מבורדו ועל השחקן הרב-תכליתי חציית החולצה יאה טורה. במהלך עונת 2005/06, אולימפיאקוס ניצח בכל ארבעת הדרביים נגד יריביהם העיקריים, פנטיינאיקוס ואיי.איי.ק. אתונה, דבר שהושג רק פעם אחת, בעונת 1972/73. הסכום הכולל של המטרות בארבעת המשחקים האלה היה 11 ל-3 לטובת אולימפיאקוס. הם גם ניצחו את א.א.ק. אתונה 3<unk>0 בגמר הגביע היווני כדי לזכות בדובל השני ברציפות והצליחו לנצח שיא של 16 משחקים ברציפות באליפות, ושברו את שיא העבר שלהם.