Tras pasar por las distintas categorías juveniles del FC Barcelona, Messi debutó en el primer equipo el 16 de diciembre de 2003, en un partido amistoso contra el FC Oporto. Su partido oficial llegó al año siguiente, el 16 de octubre de 2004 en un partido de liga contra el RCD Espanyol.
Messi anotó su primer gol como profesional el 1 de mayo de la temporada 2004/2005 contra el Albacete Balompié, a los 17 años, 10 meses y 7 días, convirtiéndose así en el jugador más joven en convertir para el Barcelona en la Primera División de España, hasta que el 20 de Octubre de 2007, Bojan Krkić superara este récord con 17 años y 51 días.Esa temporada 2004-2005 lograria su primer titulo nacional,la Liga Española junto a otros grandes futbolistas,como Ronaldinho, Deco, Samuel Eto’o entre otros.
Tras ser el gran protagonista en la Copa Mundial de Fútbol Sub-20 de 2005 que obtuvo la selección Argentina, motivo por el cual se le otorgó el Balón y la Bota de Oro, el FC Barcelona amplió su contrato hasta 2010 y le estableció una cláusula de 150 millones de euro. Poco después, el contrato le fue ampliado hasta 2014 debido a que muchos clubes poderosos se interesaron por él tras un partido que realizó en el Trofeo Joan Gamper frente a la Juventus.
El 25 de septiembre de 2005 obtuvo la ciudadanía española y así el Barcelona niveló su cupo de jugadores extracomunitarios (es decir, nacidos fuera de la Unión Europea), que tenía sobrepasado. Dos días más tarde debutó en la Liga de Campeones frente al Udinese italiano en el Camp Nou. En diciembre, la revista italiana Tuttosport le otorgaba el premio Golden Boy al mejor jugador joven de Europa, superando a Wayne Rooney y a Cristiano Ronaldo. En marzo de 2006 sufrió una lesión durante la vuelta de los octavos de final de la Liga de Campeones frente al Chelsea FC, hecho que le apartó del equipo hasta final de temporada. Hasta ese momento, llevaba anotados 6 goles en 17 partidos en liga y uno en Champions. Poco después consiguió ganar estas dos competiciones.
Al inicio de la temporada 2006/2007 hizo goles muy importantes, como el del 27 de septiembre frente al Werder Bremen, en el segundo partido de la fase de grupos de la Liga de Campeones: a un minuto del final del tiempo reglamentario, Messi señaló la igualdad. Sin embargo, el 12 de noviembre frente al Real Zaragoza sufrió una lesión en el quinto metatarsiano que lo dejó fuera de los terrenos de juego durante varios meses.
Ya recuperado de la lesión, volvió a las canchas el 11 de febrero y el 10 de marzo de 2007 se convirtió en el héroe de la jornada al completar un hat-trick en el empate 3-3 ante el Real Madrid, disputado en el Camp Nou. Con el Barcelona siempre debajo en el marcador, Messi logró la igualdad en el minuto 90. Desde hacía doce años que ningún jugador marcaba tres goles en el Derbi español (el último había sido Iván Zamorano en un 5-0 para Madrid) y trece años desde que no lo hacía un jugador del Barcelona (Romário en un 5-0 para Barça).
La temporada siguió adelante y el Barcelona no consiguió ningún título, sin embargo sería la mejor temporada de Messi hasta ese momento ya que quedó marcada por el gol en la Copa del Rey ante el Getafe, relatado más abajo. Pocos días después de que finalizara la competición liguera, Messi fue elegido Mejor Jugador Iberoamericano de la Primera División de España.
El día 20 de febrero de 2008 en un partido de octavos de final de Liga de Campeones contra el Celtic de Glasgow , Messi logra marcar dos goles , identificándose el segundo con un gol del ex-jugador húngaro Ferenc Puskas, logrando un gran tanto que supuso la victoria culé.
El día 4 de marzo de 2008 en el partido de vuelta de octavos de final de Liga de Campeones Messi sufrió una lesión en el bíceps femoral de su pierna izquierda que le apartó de los terrenos de juego durante un mes y medio.Messi se retiró del terreno en lagrimas y coreado por el publico catalán.Esa lesion le impidio jugar los cuartos de final, pero a su regreso el Barcelona estaba en semifinales gracias a la gran actuacion de Bojan Krkicy enfrentaria al Manchester United.Pero aunque Messi fue titular en los dos partidos,no recuperó su mejor forma y Barcelona fue eliminado por un gol tempranero de Paul Scholes en el partido de vuelta del 29 de abril.
La temporada 2007-2008 siguio adelante y el FC Barcelona no gano ningun titulo, aunque estuvo muy cerca de lograrlo.Sin embargo ésta quedo marcada por la buena performance del argentino que marco mas de 10 goles en la liga, 6 en la Liga de Campeones y una buena actuacion en la Copa del Rey.Barcelona llego a las seminifinales de la Copa del Rey y la Liga de Campeones de la UEFA y termino tercero en la Liga. De no haber mediado las dos lesiones que tuvo Messi a lo largo de la temporada, Barcelona hubiera logrado mucho mas.
Messi tuvo buenos momentos en la temporada, como en las goleadas sobre el Atletico de Madrid por 3-0 y el Valencia por 6-0; en ambos partidos fue figura junto a Thierry Henry, Samuel Eto’o y Bojan Krkic.