Wkrótce został również najmłodszym w dziejach klubu strzelcem bramki, zdobywając gola w późniejszej fazie rozgrywek o Puchar Ligi, w wygranym 5:1 spotkaniu z Wolverhampton Wanderers. Arsenal przez cały sezon 2003/04 nie doznał ligowej porażki, zdobywając mistrzowski tytuł. Fàbregas nie otrzymał pamiątkowego medalu, gdyż nie rozegrał w lidze żadnego meczu.
Do początku sezonu 2004/2005 Hiszpan zaczął pojawiać się w składzie już we wszystkich rozgrywkach, w których Arsenal brał udział. Jego pierwszym meczem w sezonie był pojedynek z Manchesterem United w spotkaniu o Tarczę Wspólnoty. Z uwagi na kontuzję Vieiry, Fàbregas wystąpił w czterech kolejnych meczach w Premier League. Dziennikarze oraz Wenger chwalili go za postawę w tych spotkaniach, a swoją dobrą dyspozycję potwierdził w wygranej 3:0 potyczce z Blackburn Rovers, w której to strzelił gola, stając się tym samym najmłodszym zdobywcą bramki w ligowym meczu w historii klubu. Ze względu na późniejsze kontuzje Edu i Gilberto Silvy otrzymywał coraz więcej szans gry. W Lidze Mistrzów stał się drugim najmłodszym zdobywcą gola w dziejach rozgrywek, strzelając trzecią bramkę w wygranym 5:1 spotkaniu z Rosenborgiem Trondheim.