W roku 2004 Vermeulen był jednym z zawodników walczących o tytuł mistrzowski. Końcówka sezonu była najlepsza w wykonaniu Australijczyka, który w ostatnich ośmiu wyścigach, pięciokrotnie stawał na najwyższym stopniu (drugi wyścig we Włoszech został odwołany). Chrisowi nie udało się ostatecznie dogonić swojego rodaka Troya Corsera, którego przewaga okazała się zbyt duża. Został tym samym wicemistrzem świata, z łącznym dorobkiem trzynastu miejsc na podium, w tym sześciu wygranych. Trzykrotnie startował również z pole position - w rundach w Holandii, Włoszech i Francji.
MotoGP Dobra postawa w WSBK zaowocowała startem w dwóch wyścigach GP w sezonie 2005, podczas GP Australii i Turcji. W obu wyścigach dojechał na jedenastym miejscu. Australijczyk wystartował również w słynnym 8-godzinnym wyścigu na torze Suzuka.