La tendance de fin de saison 2003 se confirme durant la première moitié de saison 2004 au cours de laquelle Trulli se bat contre les meilleurs. Cette période, déjà mise en lumière par le Grand Prix d'Espagne où, qualifié quatrième, il mène les premiers tours avant de terminer troisième derrière les Ferrari de Michael Schumacher et Rubens Barrichello, atteint son point culminant à Monaco où il domine d'un bout à l'autre pour remporter son unique victoire en Formule 1. Après quelques nouvelles places d'honneur, il perd sa troisième place face à Rubens Barrichello à quelques hectomètres de l'arrivée du Grand Prix de France, Grand Prix national de Renault. Cette mésaventure survient à un moment où il négocie avec d'autres écuries et s'apprête à sortir du giron de Flavio Briatore, ce qui lui vaut de vives critiques de son employeur.