Để có thêm kinh nghiệm thi đấu, Messi gia nhập đội hình Barcelona C cùng với Juvenil A, chơi trận đầu tiên cho đội vào ngày 29 tháng 11. Anh đã giúp họ thoát khỏi khu vực xuống hạng của Tercera División, ghi năm bàn sau mười trận, bao gồm một cú hat-trick trong tám phút tại một trận đấu Copa del Rey. Sự tiến bộ của Messi được thể hiện trong bản hợp đồng chuyên nghiệp đầu tiên của anh, được ký vào ngày 4 tháng 2 năm 2004, kéo dài đến năm 2012 và có điều khoản mua lại ban đầu là 30 triệu euro. Một tháng sau, vào ngày 6 tháng 3, anh có trận ra mắt Barcelona B ở Segunda División B và điều khoản mua lại của anh tự động tăng lên 80 triệu euro. Anh chơi năm trận với đội hình B trong mùa giải đó nhưng không ghi bàn nào. Về mặt thể lực, anh kém hơn đối thủ của mình, những người thường to cao hơn anh rất nhiều, trong quá trình luyện tập, anh đã nỗ lực tăng khối lượng cơ và sức bền của mình để có thể vượt qua các hậu vệ. Đến cuối mùa giải, anh trở lại cả hai đội trẻ, giúp Juvenil B giành chức vô địch. Anh kết thúc mùa giải khi ghi bàn cho bốn trong số năm đội mình tham gia với tổng cộng 36 bàn thắng ở tất cả các giải đấu chính thức.Trong mùa giải 2004–05, Messi đảm bảo vị trí xuất phát trong đội hình B, chơi 17 trận trong suốt mùa giải và ghi 6 bàn. Kể từ khi ra mắt vào tháng 11 trước đó, anh đã không được gọi lên đội hình chính một lần nào nữa, nhưng vào tháng 10 năm 2004, các cầu thủ chuyên nghiệp đã yêu cầu huấn luyện viên Frank Rijkaard gọi anh trở lại. Từ khi Ronaldinho chơi ở cánh trái, Rijkaard đã chuyển Messi từ vị trí quen thuộc của anh sang cánh phải (mặc dù ban đầu là cánh trái do mong muốn của anh), cho phép anh băng cắt vào trung lộ và dễ dàng sút bóng bằng chân trái. Messi ra mắt giải đấu trong trận đấu tiếp theo vào ngày 16 tháng 10, gặp Espanyol, vào sân ở phút 82. Ở tuổi 17, 3 tháng và 22 ngày, anh trở thành cầu thủ trẻ nhất thi đấu cho Barcelona trong một giải đấu chính thức. Với vai trò là một cầu thủ dự bị, anh đã chơi 77 phút trong chín trận đấu cho đội một tại mùa giải đó, bao gồm cả trận ra mắt ở UEFA Champions League trước Shakhtar Donetsk. Anh ghi bàn thắng đầu tiên của mình vào ngày 1 tháng 5 năm 2005, trong trận gặp Albacete, từ một pha kiến tạo của Ronaldinho, trở thành cầu thủ ghi bàn trẻ nhất cho câu lạc bộ thời điểm đó. Barcelona, trong mùa giải thứ hai dưới thời Rijkaard, đã vô địch La Liga lần đầu tiên sau sáu năm.
Để có thêm kinh nghiệm thi đấu, Messi gia nhập đội hình Barcelona C cùng với Juvenil A, chơi trận đầu tiên cho đội vào ngày 29 tháng 11. Kể từ khi ra mắt vào tháng 11 trước đó, anh đã không được gọi lên đội hình chính một lần nào nữa, nhưng vào tháng 10 năm 2004, các cầu thủ chuyên nghiệp đã yêu cầu huấn luyện viên Frank Rijkaard gọi anh trở lại.