À l'aube de la saison 2001-2002, Nowitzki a signé une prolongation de contrat de 90 millions de dollars sur six ans, ce qui fait de lui le deuxième athlète allemand le mieux payé après le champion de Formule 1 Michael Schumacher. Il a continué de s’améliorer, obtenant en moyenne 23,4 points, 9,9 rebonds et 2,4 passes par match. Nowitzki a été élu dans la All-NBA Second Team et obtient sa première participation au All-Star Game 2002. Après avoir obtenu leur place en playoffs avec un bilan de 57-25, les Mavericks ont éliminé Kevin Garnett et les Timberwolves du Minnesota au premier tour, où Nowitzki tournait en 33,3 points de moyenne par match. En demi-finale, les Mavericks ont rencontré les Kings de Sacramento et leur rival Chris Webber. Après s'être partagés les deux premiers matchs, l'entraîneur des Kings, Rick Adelman a changé son plan défensif, assignant Hedo Türkoğlu pour défendre Nowitzki. L'équipe de Dallas s'incline par la suite au bout de 5 matchs. Cependant, Nowitzki a reçu un prix de consolation puisque la Gazzetta dello Sport l’a élu comme "« Basketteur européen de l’année »", en devançant Dejan Bodiroga et Pega Stojaković.