9 lutego 2004, w meczu z Memphis Grizzlies, Anthony stał się trzecim najmłodszym graczem który przekroczył liczbę 1000 rzuconych punktów w historii NBA.
13 lutego 2004 brał udział w Rookie Challenge podczas NBA All-Star Weekend. 30 marca 2004, zdobył 41 punktów przeciwko Seattle SuperSonics czym ustanowił rekord Denver Nuggets pod względem zdobytych punktów przez debiutanta. Stał się drugim najmłodszym zawodnikiem (19 lat, 305 dni), który zdobył co najmniej 40 punktów w meczu w historii NBA. Anthony stał się czwartym graczem w historii NBA, który zdobył wszystkie sześć nagród Rookie of the Month w sezonie (pozostali to David Robinson, Tim Duncan i LeBron James). Anthony średnio rzucał 21 punktów na mecz w sezonie i zajął drugie miejsce w walce o tytuł najlepszego debiutanta sezonu. Wyprzedził go tylko LeBron James.
Zespół Denver Nuggets z Anthonym w składzie zakończył sezon zasadniczy z bilansem 43-39, tym samym zakwalifikował się do play-off. Denver w pierwszym meczu zmierzyli się z drużyną Minnesota Timberwolves. Anthony zdobył w nim 19 punktów, 6 zbiórek i 3 asysty. Timberwolves wyeliminowali Nuggets w pięciu meczach.