El sistema de competición de la cuarta categoría del fútbol español ponía más difícil el empeño: Después de quedar entre los cuatro primeros en el Grupo Octavo de Tercera División, formado íntegramente por equipos castellanos y leoneses, era necesario superar dos eliminatorias frente a rivales de cualquier otro grupo de cualquier rincón de España, temiéndose especialmente a los equipos del Sur y del Mediterráneo por su potencial deportivo y económico.

Había que empezar a trabajar y, apenas cuatro días después del descenso, ya se anunciaba la no continuidad del efímero entrenador Josu Ortuondo, que poco aportó al club. La directiva decidió negociar con aquellos jugadores con contrato en vigor, ofreciéndoles renovar cobrando un 35 % menos que el año anterior, con cláusula de renovación automática en caso de ascenso. Antes de finalizar el mes de Mayo, aceptaron las condiciones ofrecidas Serrano, Fernando y Carlos, y poco después lo haría Guillermo, único palentino de la plantilla que acababa de descender. El 4 de Junio se confirmó el fichaje del entrenador Pepe Calvo, procedente del filial Culturalista, y que ya había ascendido a Segunda B al Guijuelo y al Villanovense en temporadas anteriores.

Los meses de pretemporada trajeron las renovaciones de Cuenca, Aitor Blanco y Asensio, los fichajes de Rebollo, Agostinho y Gorka Martínez y los ex-morados Dani, Durántez, Albertín, Loma, Pelayo y Saavedra y la incorporación de los juveniles Canario, Charles, Mfwimi y Diego Pastor, junto a Marcos, Óscar Terán, Diego Martín, Diego Rubio, José y Víctor Calleja, que finalmente no se quedarían en el primer equipo por unas causas u otras. Además, Alex continuó perteneciendo al Palencia, pero se fue cedido al Guadalajara, con cláusulas que le permitirían regresar al club morado para jugar el play-off si no lo hiciese su nuevo equipo o fichar por este a cambio de 90.000 euros si lograse el ascenso a Segunda A.
Por otra parte, el portero Dani Roiz protagonizó el culebrón del verano, al realizar la pretemporada con el Palencia a pesar de la nula voluntad del club por contar con sus servicios, lo que desembocó en la entrega de la correspondiente carta de despido el 4 de Septiembre y la posterior indemnización tras acuerdo entre las partes justo antes de llegar a juicio.

Sin embargo, la mejor noticia de los meses de verano llegó desde la federación, al modificarse el sistema de ascenso, de modo que los campeones de grupo podrían lograr el ascenso por dos vías: directamente, superando una eliminatoria frente a otro campeón, o a través de dos eliminatorias más si perdían esta. El objetivo, pues, quedó fijado en ser campeones de grupo para intentar con más garantías el asalto a la categoría superior.

Después de una pretemporada en la que los morados fueron mejorando paulatinamente su juego, llegó el primer partido de liga, en el nuevo estadio de La Balastera frente al Bembibre y aparecieron las primeras dudas al no llegar la victoria hasta los últimos minutos, gracias a un gol de Canario. Las primeras jornadas fueron transcurriendo con victorias del Palencia sin excesiva brillantez, salvo la derrota de la cuarta jornada en Miranda de Ebro, ante el que se consideraba rival más fuerte del grupo, después de una protestada actuación arbitral.
El 1 de Octubre se anunció el fichaje del delantero Paulino, que acabaría siendo máximo goleador del equipo, y el 17 del mismo mes, el del centrocampista Benjamín, al que una lesión impidió alinearse la mayor parte de la temporada. Entretanto se participó en la fase regional de la Copa Federación, eliminando al Astorga por 0-4 y cayendo ante el Huracán Z en La Balastera.

Noviembre empezó con una ajustada victoria en el derbi de Becerril y una semana después empezaron a saltar las alarmas pese a ganar a la Cultural B por 4-1, por el pobre juego exhibido. La inesperada derrota por 2-1 ante el filial del Numancia, seguida de un empate a cero en La Balastera contra el Norma de San Leonardo y una nueva derrota ante el Burgos por 3-0 en El Plantío cerraron un mes negro y sembraron de dudas a los morados.

A base de trabajo, el Palencia fue mejorando poco a poco y fue capaz de sumar seis victorias consecutivas, algunas de ellas con gran juego, como el 0-3 ante el Santa Marta o con marcadores tan claros como el 1-4 ante la Segoviana, con dos goles espectaculares a cargo de Serrano y, sobre todo, Agostinho. En mitad de esta racha, se produjo el cierre del mercado de invierno, en el que el Palencia evitó la marcha del juvenil Canario, pretendido por varios clubes de categoría superior y se hizo con la cesión por parte de la Ponferrradina de David de Paula, que acabaría siendo pieza fundamental en el transcurso de la temporada. Además, el partido que se jugó el 18 de Enero en la Devesa con victoria del Palencia por 0-2 sobre el Bembibre pasó a la historia por ser el primero que se retransmitió por Internet por una emisora de radio no profesional, gracias a la iniciativa de varios grandes aficionados morados.

La racha se truncó con el empate local ante el Ávila, en partido aplazado unos días antes por el hielo y el cosechado en campo del Almazán, desperdiciando dos goles de ventaja en el segundo tiempo. Pero una semana más tarde caía el Mirandés por 1-0 en La Balastera, gracias a una gran segunda parte de los morados, culminada con el gol de Carlos, y el Palencia se alzaba por fin con el liderato, aunque fuese de forma efímera, tras la derrota por 2-1 en el Montecillo ante la Arandina el 15 de Febrero. Dos semanas después se cosechó un corto empate a uno en Íscar, al no poder remontar el tanto inicial de los vallisoletanos.
Tras una apurada victoria por 2-0 ante La Granja, marcando el gol de la tranquilidad en el descuento, llegó la victoria más amplia en la historia del Palencia a domicilio, al conseguir un 0-8 ante la Cebrereña, en un campo pequeño y en no muy buenas condiciones para jugar al fútbol. Este partido significó el pistoletazo de salida para otra buena racha de victorias, que no se vería interrumpida hasta el 3 de Mayo, cuando se empató a cero en Aguilar de Campoo, en la jornada que significó la clasificación matemática de los morados para la fase de ascenso.

Una semana después, el Palencia se proclamó campeón de grupo, al vencer en la segunda parte a la Segoviana por tres goles a cero, lo que permitió viajar en la última jornada a Ávila sin preocupaciones clasificatorias, consiguiendo un empate a tres que valió a los locales para meterse también en la fase de ascenso. Justo un año después del fatídico encuentro contra el Burgos, se celebró el esperado sorteo de la eliminatoria de ascenso a Segunda B. En el bombo estaban los dieciocho campeones de los distintos grupos de Tercera, y entre ellos algunos “cocos” que convenía evitar. Las primeras bolas en aparecer fueron las del Caravaca y el Estepona y, a continuación, las del Izarra y el propio Palencia. Sin despreciar al rival, el sorteo se calificó de benévolo, ya que el nivel del grupo navarro de Tercera parecía inferior al de Castilla y León.

La hinchada morada se desplazó en masa a Estella, tomando las calles de la localidad desde antes de mediodía, y ocupó más de la mitad del estadio de Merkatondoa, animando sin cesar a sus jugadores. Ni el terreno de juego (de césped artificial y reducidas dimensiones) ni el tiempo (con lluvia persistente e incluso granizo) favorecieron al Palencia, que después de una primera parte dubitativa mejoró considerablemente en la segunda, aunque no pudo deshacer el empate a cero con que terminó el partido. La eliminatoria habría de resolverse en La Balastera, con la ventaja de jugarse en campo propio, pero con el temor de que encajar un gol significaba tener que marcar dos para logra el ascenso.

Después de una semana que transcurrió entre la ilusión y los nervios, llegó el 31 de Mayo y se disputó el partido ante más de seis mil espectadores, casi todos morados, que pusieron su granito de arena llevando en volandas a los suyos. Los goles de Carlos en el minuto 9 y Paulino en el 26 llevaron el delirio a las gradas, que estallaron de júbilo cuando De Paula hizo el 3-0 justo antes del descanso. En la reanudación, Agostinho aumentó la cuenta en el minuto 66 y Lizoain en el 73 dejó el marcador en el definitivo 4-1 que dio al Palencia el ansiado ascenso.

Cuando el vigués Comesaña Bestero señaló el final del partido, la alegría se desbordó con invasión masiva del terreno de juego por parte de los aficionados y celebración por todo lo alto con los propios jugadores, técnicos y directivos. La fiesta continuó en la fuente de la Plaza de España y posteriormente en diversos bares de la ciudad hasta altas horas de la madrugada.