Friidrettssesongen 2004 begynte med mye oppmerksomhet for norsk spydkast. Ronny Nilsen sesongåpnet i mai med et OL-kvalifiserende kjempekast på 84,73 meter i et stevne i Tønsberg. Thorkildsen klarte ikke å erobre toppen av statistikken i Norge, men under Bergen Bislett Games kvalifiserte han seg til Sommer-OL i Athen med 84,12 meter, bak amerikaneren Breaux Greer, som vant med ny nordamerikansk rekord på 87,39 meter. Under DN Galan i Stockholm tok Thorkildsen sin første seier i en IAAF Grand Prix-konkurranse, og fikk revansje på Breaux Greer med 83,46 meter mot 78,52 meter. I London tre dager senere, 30. juli, hevet han sitt årsbeste til 84,45 meter på Crystal Palace.