Wesentlich erfolgreicher verlief für den Allgäuer hingegen die Saison 2003/04. Beim Weltcup in Pokljuka im Januar 2004 wurde Greis im Massenstart Dritter und musste sich nur hauchdünn den beiden Norwegern Halvard Hanevold und Ole Einar Bjørndalen geschlagen geben. Zwei weitere Platzierungen unter den besten zehn Athleten erreichte Greis beim vor den Weltmeisterschaften stattfindenden Weltcup in Antholz. Durch die Plätze 5 im Sprint und 9 in der Verfolgung bei den Weltmeisterschaften 2004 in Oberhof empfahl sich Greis, der zuvor erst drei Mal in einer deutschen Staffel im Weltcup eingesetzt worden war, für das Staffelrennen. Gemeinsam mit Frank Luck, Ricco Groß und Sven Fischer wurde Michael Greis als Schlussläufer Weltmeister mit der deutschen Biathlon-Staffel, die bei 40 Schüssen lediglich zwei Nachlader benötigte. Auch die Rennen nach den Weltmeisterschaften verliefen für Greis recht erfolgreich, im amerikanischen Fort Kent gelang ihm zum dritten Mal in seiner Karriere ein zweiter Platz in einem Weltcuprennen. Beenden konnte Greis die Saison als 13. des Gesamtweltcups, er erreichte mehr als doppelt so viele Weltcuppunkte wie in der Vorsaison.