Da Discovery-laget ble lagt ned etter 2007-sesongen gikk han sammen med flere fra laget over til Astana. Han startet 2008-sesongen med å vinne Tour of California for andre gang. Under OL i Beijing tok han bronse på temporittet. Noen uker senere tok han sin første etappeseier i Vuelta a España på den 5. etappen (tempo) og fikk for første gang kjøre i ledertrøya i en Grand Tour. Han vant også den 20. etappen som også var en tempoetappe og endte som nummer to sammenlagt, 46 sekunder bak lagkameraten Alberto Contador.