Jabarkan Werder Bremen dari Miroslav Klose

Pada tanggal 2 Maret 2004, Klose menandatangani kontrak berdurasi 4 tahun dengan klub Bundesliga, Werder Bremen, dengan biaya €5 juta ($6,2 juta). Ia menjalani debut liganya pada 6 Agustus 2004, menggantikan penyerang asal Paraguay, Nelson Valdez, saat Bayern menang 1–0 melawan Schalke 04. Pada 29 Agustus 2004, Klose mencetak gol pertamanya bagi klub yang merupakan gol penyeimbang, saat takluk dari Wolfsburg 1–2. Setelah menjalani awal musim yang kurang baik, performa Klose menanjak dengan membentuk formasi trio penyerang bersama Johan Micoud dan Ivan Klasnić, dan terkadang bersama Nelson Valdez, hingga berhasil mencetak 15 gol di Bundesliga.

Pada musim 2005–2006, ia hanya tampil sebanyak 26 kali di liga, namun mampu menjadi pencetak gol terbanyak dengan torehan 25 gol, ditambah dengan koleksi 16 assist.

Penampilannya yang memukau di ajang Piala Dunia 2006, membuat isu kepindahan Klose dari Weserstadion merebak di media. Raksasa Eropa, FC Barcelona dan Juventus, masuk dalam daftar kandidat potensial untuk mendapatkan tanda tangannya. Ia juga kerap dikaitkan dengan Bayern Munchen, dengan kabar bahwa sang presiden, Franz Beckenbauer, merupakan seorang pengagum dirinya.

Tanggal 7 Juni 2007, Klose mengkonfirmasi bahwa dirinya akan meninggalkan Werder Bremen menuju Bayern München.