Molina a participé aux séries éliminatoires à ses trois premières années avec les Cards. Il n'a frappé aucun coup sûr en 3 présences au bâton face aux Red Sox de Boston lors de la Série mondiale 2004, perdue par Saint-Louis. Le receveur s'est toutefois repris en 2006, affichant des moyennes au bâton de ,308 en Série de divisions contre San Diego, puis de ,348 en Série de championnat contre New York et finalement de ,412 en Série mondiale 2006 face aux Tigers de Detroit. Les Cardinals remportent le titre mondial en 2006.