Bei der EM-Endrunde 2007 erreichte Deutschland in der Vorrundengruppe nach nur einer Niederlage gegen den Mitfavoriten Litauen den Einzug in die Zwischenrunde. Dort reichte es nach nur einem Sieg über Italien gerade noch für den Einzug ins Viertelfinale. In der Runde der besten acht Mannschaften hatten die Deutschen gegen Weltmeister und Gastgeber Spanien keine Chance und verloren haushoch mit 55:83. In den Platzierungsspielen reichte es diesmal für die deutsche Mannschaft nach zwei Siegen zu einem fünften Platz. Damit konnte sich die Nationalmannschaft für ein Ausscheidungsturnier für die Olympischen Spiele 2008 qualifizieren. Vor der Olympia-Qualifikation vereinbarten der DBB und die Organisation der Basketball-Bundesliga eine Ämtertrennung von Nationaltrainer und Erstliga-Vereinstrainer, sodass Trainer Bauermann seine Tätigkeit als Vereinstrainer nach Saisonende zunächst aufgab. Im letzten Ausscheidungsspiel der Olympia-Qualifikation 2008 um Platz 3 des Qualifikationsturniers konnte sich die Nationalmannschaft nach einem 96:82-Sieg über Puerto Rico als letztes Mannschaft für die Sommerspiele qualifizieren. Damit konnte sich Nowitzki zusammen mit seinem naturalisierten NBA-Kollegen Chris Kaman den Traum von einer Olympiateilnahme erfüllen. Bei den Spielen in Peking wurde Nowitzki als erstem deutschen Basketballspieler die Ehre zuteil, Fahnenträger der deutschen Sportler bei der Eröffnungsfeier zu sein. Im Olympia-Turnier 2008 erlitt die Nationalmannschaft nach einem Auftaktsieg über die Angola drei Niederlagen gegen Griechenland, Spanien und Gastgeber China sowie die höchsten Turnierniederlage überhaupt mit 57:106 gegen Titelverteidiger USA. Damit schied man bereits nach der Olympia-Vorrunde aus.