Despois de dúas tempadas bastante exitosas sen unha aparición nos playoffs, os Astros foron os favoritos para gañar o pennant da Liga Nacional de 2004. Engadiron o lanzador Andy Pettitte a unha lista que xa incluía destacados como Lance Berkman e Jeff Kent así como os veteranos Bagwell e Biggio. Roger Clemens, que se retirara despois da tempada cos New York Yankees, aceptou unirse ao seu ex compañeiro de equipo Pettitte nos Astros para 2004. O contrato dun ano incluía condicións únicas, como a opción de que Clemens quedase na casa en Houston en viaxes selectivas cando non estaba programado para lanzar. A pesar das primeiras predicións de éxito, os Astros tiveron un récord mediocre de 44 a 44 no descanso do All-Star. A falta de produción de corridas e un mal récord en partidos estreitos foron os principais problemas. Despois de ser abucheado no All-Star Game de 2004 celebrado en Houston, o adestrador Jimy Williams foi despedido e substituído por Phil Garner, unha estrela dos Astros de 1986 que gañaron a división. Os Astros gozaron dun récord de 46 a 26 na segunda metade da tempada baixo Garner e gañaron o lugar da tarxeta salvaxe da Liga Nacional. Os Astros derrotaron aos Bravos por 3 a 2 na Serie Divisional, pero perderían a Serie de Campionato da Liga Nacional.
aos St. Louis Cardinals en sete partidos. Clemens gañou o sétimo premio Cy Young en 2004. Ademais, a adición de Carlos Beltrán a mediados de tempada nun intercambio cos Kansas City Royals axudou enormemente aos Astros na súa carreira nos playoffs. A pesar dos rumores de cambio de media tempada, Beltrán sería instrumental para as esperanzas do equipo, batendo oito home runs na post tempada. Aínda que afirmara o seu desexo de permanecer cos Astros, Beltrán asinou un contrato a longo prazo cos New York Mets o 9 de xaneiro de 2005.