W sezonie 2003-04, Carvalho zdobył swoje pierwsze zwycięstwo dla reprezentacji Portugalii w dniu 11 października 2003 roku w towarzyskim meczu z Albanią wygrywając spotkanie 5:3. Ugruntował swoją pozycję jako kluczowy członek kadry narodowej, rozpoczynając w podstawowej XI podczas mistrzostw Europy w 2004 roku. W turnieju był nominowany do ekipy turniejowej UEFA Euro wraz ze swoimi rodakami Maniche, Luísem Figo i Cristiano Ronaldo. Carvalho nawiązał silne partnerstwo z Jorge Andrade w defensywie Portugalii, gdy jego kraj dotarł do finału. Jednak przegrali oni 1-0 z Grecją w zaskoczeniu całego świata. Ricardo wystartował we wszystkich sześciu meczach Portugalii w turnieju, w tym w epickim meczu z Anglią, w którym został wybrany najlepszym zawodnikiem spotkania, a Portugalia wygrała 6:5 po rzutach karnych. Ekspert BBC Sport, Alan Hansen, powiedział, że Carvalho był, wraz z Solem Campbellem, najlepszym obrońcą Euro 2004.