Hamburg'da ilk lig maçına 10 Aralık 2000 tarihinde Energie Cottbus ile oynanan maçta çıktı. İlk lig golünü ise 18 Ağustos 2002'de SV Werder Bremen maçında attı. Başarılı savunma oyuncusu, kariyerindeki yeni gelişmeleri Almanya'nın Hamburg takımı ile birlikte yaşadı. Başlarda işler pek yolunda gitmese de devre arasında Hamburg'a katılan Ujfaluši, 2000-2001 sezonunda 17 lig maçının 16'sında görev yaptı. Ancak sezon sonunda 13. sırada kalan Hamburg, 2001-02 sezonunu da puan tablosunun 11. basamağında bitererek hedeflerinin çok altında kaldı fakat Tomáš Ujfaluši'nin bireysel yetenekleri iyice gözler önündeydi. Bir sonraki sezon ligde dördüncü olan Hamburg, ligin kalesinde en az gol gören üç takımından biri oldu ve 2003 yılında Almanya lig şampiyonu oldu. Ujfaluši'nin liderliği, takımın bu başarıdaki yol göstericisi oldu. UEFA Kupası'ndaki sürpriz Dnipro mağlubiyetiyle başlayan Hamburg, 2003-2004 sezonunda Bundesliga'da bir kez daha rakiplerine en az gol atma şansı veren takım oldu. Almanya'daki futbol yaşantısı sırasında ilk kez 2001 yılında Çek Cumhuriyeti A millî takımına çağrılan futbolcu, 2004 Avrupa Şampiyonası'nda ülkesinin formasını 4 maçta terletti ve takımıyla 2004 Avrupa Futbol Şampiyonası finaline kadar çıktı. Ujfalusi, başta İtalya ligi takımı Fiorentina olmak üzere birçok Avrupa kulübünün transfer listesine girdi ve 2004-2005 sezonunun başında 7.5 milyon euro karşılığında Fiorentina'ya transfer oldu.