אחרי שתי עונות מוצלחות למדי ללא הופעה לפלייאוף, האסטרוס היו המועדפים המוקדמים לזכייה באליפות הלאומית ב-2004. הם הוסיפו את הכוכב אנדי פטיט לרשימה שכבר כללה שחקנים מצטיינים כמו לאנס ברקמן וג'ף קנט, כמו גם את הוותיקים באגוול וביג'יו. רוג'ר קלמנס, שפרש אחרי העונה עם ניו יורק יאנקיס, הסכים להצטרף לחברו לקבוצה לשעבר פטיט באסטרוס לשנת 2004. העסקה לשנה אחת כללה תנאים ייחודיים, כמו האפשרות של קלמנס להישאר בבית ביוסטון בטיולי דרכים נבחרים כאשר הוא לא היה מתוכנן להטיל. למרות התחזיות המוקדמות להצלחה, לאסטרוס היה שיא בינוני של 44 על 44 בהפסקה של כל הכוכבים. חוסר ייצור ריצה והרשומה הרעה במשחקים קרובים היו בעיות עיקריות. לאחר שזועקו לו במשחק כל הכוכבים של 2004 שנערך ביוסטון, המנהל ג'ימי וויליאמס פוטר והוחלף על ידי פיל גארנר, כוכב באסטרוס המנצח ב-1986. האסטרוס נהנו מהשיא של 46 ל-26 במחצית השנייה של העונה תחת גרנר וזכו בנקודת הוויילד קארד של הליגה הלאומית. האסטרוס ניצחו את הברייבס 3<unk>2 בסדרת הדיוויזיה, אבל הפסידו את סדרת האליפות של הליגה הלאומית
ל"סנט לואיס קארדינלס" בשבעה משחקים. קלמנס זכה בפרס סיי יאנג השיא השביעי בשנת 2004. בנוסף, הוספתו של קרלוס בלטרן באמצע העונה במסחר עם הקנזס סיטי רויאלס עזרה מאוד לאסטרוס בפלייאוף שלהם. למרות השמועות על חילופי שחקנים באמצע העונה, בלטראן הוכיח את עצמו כמשפיע על תקוות הקבוצה, כשהוא הכה שמונה הום ראנים בעונה שלאחר העונה. אף על פי שהוא הצהיר על הרצון להישאר עם האסטרוס, בלטראן חתם על חוזה לטווח ארוך עם ניו יורק מטס ב-9 בינואר 2005.