Ved valget i 2004 overtok partiet overraskende regjeringsmakten fra det borgerlige Partido Popular som lenge lå an til å vinne valget. Den borgerlige regjeringens håndtering av terrorbombingen i Madrid like før valget, hadde utvilsomt betydning for PSOEs valgframgang. Etter valget til nasjonalforsamlingen 14. mars 2004 ble partiet landets største med 43 prosent av stemmene. Partileder José Luis Rodríguez Zapatero, som hadde vært partiets generalsekretær i en årrekke, ble i 2004 Spanias statsminister.