Skriv en fortsættelse til dette afsnit - I 2004 hyrede Olympiacos igen Dušan Bajević og underskrev 1999 World Footballer of the Year og 2002 World Champion brasilianske superstjerne Rivaldo og 2004 Europæisk mester
Antonis Nikopolidis. I slutningen af sæsonen vandt Olympiacos den indenlandske dobbelte og havde en anstændig Champions League-visning, hvor de samlede ti point i en hård gruppe sammen med Liverpool, Monaco og Deportivo de La Coruña og tabte kvalifikationen til knockoutfasen i de sidste fire minutter af den sidste kamp mod den evt. europæiske mester Liverpool på Anfield. Bajević forlod klubben, og den norske træner Trond Sollied blev hyret i hans sted. Klubben signerede den cypriotiske angriber Michalis Konstantinou fra Panathinaikos, 2004 Europamester forsvarer Michalis Kapsis fra Bordeaux og den alsidige box-to-box ivorianske midtbanespiller Yaya Touré. I sæsonen 2005/06 vandt Olympiacos alle fire derbyer mod deres store rivaler, Panathinaikos og AEK Athen, noget der kun blev opnået én gang mere, i sæsonen 1972/73. Det samlede mål i disse fire kampe var 11 til 3 til fordel for Olympiacos. De slog også AEK Athen 3 <unk> 0 i den græske Cup Final for at sikre deres anden lige dobbelt og formåede at vinde en all-time rekord på 16 på hinanden følgende kampe i mesterskabet, bryde deres egen tidligere rekord.