Die Saison 2004 wurde durch Ferrari, die 15 von 18 Rennen gewannen, dominiert. Button etablierte sich in der Saison als bester Fahrer hinter den Ferrari-Piloten Michael Schumacher und Rubens Barrichello. Nachdem Button in Malaysia als Dritter seine erste Podest-Platzierung erzielt hatte und in Bahrain erneut als Dritter ins Ziel gekommen war, erzielte er beim vierten Rennen, dem Großen Preis von San Marino, seine erste Pole-Position in der Formel 1 und mit einem zweiten Platz seine bis dahin beste Platzierung. Zwei Rennen später, beim prestigeträchtigen Großen Preis von Monaco gelang es Button, dieses Ergebnis zu wiederholen. Allerdings musste er sich diesmal nicht den Ferrari-Piloten, sondern seinem ehemaligen Teamkollegen Trulli, der weiterhin für Renault fuhr, geschlagen geben. Im weiteren Verlauf der Saison folgten zwei weitere zweite Plätze, jeweils hinter einem Ferrari, in Deutschland und China. In Deutschland musste Button infolge eines Motorwechsels vom 13. Startplatz aus starten, machte im Rennen einige Positionen gut und kam mit weniger als zehn Sekunden Rückstand auf Schumacher ins Ziel. Button beendete die Saison schließlich mit 85 Punkten auf dem dritten Platz. Intern setzte er sich damit deutlich gegen Satō, der in der Saison 34 Punkte erzielt hatte, durch.