16 października 2004 wystąpił po raz pierwszy w Primera División, w wygranym 1:0 derbowym spotkaniu z Espanyolem. W czasie występu miał 17 lat i 114 dni, stając się trzecim najmłodszym piłkarzem w historii klubu i najmłodszym, który zadebiutował w Primera División. 1 maja 2005 w meczu z Albacete Balompié zdobył swojego pierwszego gola w lidze, co uczyniło go najmłodszym strzelcem ligowej bramki dla klubu (17 lat i 311 dni). W tamtym sezonie grał także w zespole B, dla którego zdobył sześć bramek w 17 ligowych spotkaniach.
Sezon 2005/2006 16 września, po raz drugi w ciągu trzech miesięcy, klub zmienił warunki kontraktu piłkarza – Messi zaczął być opłacany jak pełnoprawny członek pierwszego zespołu, a samą umowę przedłużono do czerwca 2014. 26 września uzyskał hiszpańskie obywatelstwo, dzięki czemu mógł grać w Primera División (wcześniej nie mógł zagrać w lidze, bo Barcelona miała wyczerpany limit posiadania w drużynie zawodników spoza Unii Europejskiej). Pierwszym spotkaniem Ligi Mistrzów rozegranym na Camp Nou, w którym wziął udział Messi, był pojedynek z Udinese Calcio. Wchodząc na boisko, otrzymał od fanów owacje, a w czasie meczu imponował spokojem i udaną współpracą z Ronaldinho.