FIBA 유로바스켓 2003 조별 예선전에서는 프랑스의 플로랑 피에트뤼스와 충돌하면서 발 부상을 당했다. 이 부상으로 인해 꾸준히 뛸 수 없었고 자주 하드파울의 대상이 되었다. 독일은 이탈리아와의 메달 라운드 진출을 건 2라운드 경기에서 84-86로 패배했고 최종 9위를 기록, 2004년 하계 올림픽 출전권 획득에 실패했다. 이 대회에서 노비츠키는 22.5점을 기록했고 득점 순위 3위에 올랐다. 이후 FIBA 유로바스켓 2005에서는 독일 국가대표팀을 결승전까지 이끌었다. 독일은 8강전에서 슬로베니아와 4강전에서 스페인을 연달아 격파했다. 노비츠키는 슬로베니아의 경기에서 22점을, 스페인을 상대로 대회 최고 득점인 27점을 기록했으며, 특히 스페인전에서는 종료 3.9초를 남기고 스페인의 포워드 호르헤 가르바호사를 농락하면서 베이스라인 점프슛을 성공시키며 결승 득점을 올렸다. 결승전에서는 그리스에게 62-78로 패배했으나 노비츠키는 토너먼트 득점왕, 리바운드 2위, 샷블록 1위에 오르며, MVP로 선정됐다. 2006년 FIBA 세계 선수권 대회에서도 독일 대표로 참가하엿으며, 독일 대표팀은 8위에 올랐다. 대회 직후에는 운이 없었지만 세계 8위도 나쁘지 않다고 소감을 밝혔다. FIBA 유로바스켓 2007에서는 24.0점을 기록하며 대회 득점왕에 오르며 대표팀을 5위로 이끌었지만 3위 까지 부여되는 올림픽 자동 출전권 획득에는 실패했으나 2008년 하계 올림픽 예선 참가권을 획득했다.