Avant la saison 2010-2011, les Mavericks négocient un contrat pour le pivot défensif Tyson Chandler. Nowitzki a été blessé au milieu de la saison, mais a terminé la saison régulière avec des moyennes de 23 points, 7 rebonds et 3 passes décisives. Bien qu’il manque neuf matchs, Nowitzki a été sélectionné pour le All-Star Game 2011 pour la dixième fois. Une fois en playoffs, les Mavericks ont défait les Trail Blazers de Portland au premier tour et balayé les Lakers de Los Angeles, double champion en titre, 4-0, en demi-finale. En finale de la conférence, ils ont affronté le Thunder d’Oklahoma City et leur duo composé de Kevin Durant et Russell Westbrook. Dans le match 1, Nowitzki marque 48 points à 12 sur 15 aux tirs. Il bat aussi le record du nombre de lancers francs marqués sans en manquer (24 sur 24). Dans le match 4, alors que Dallas menait la série 2-1, Nowitzki a marqué 40 points pour rallier son équipe, qui est passée d’un déficit de 99-84 au quatrième quart-temps à une victoire de 112-105 en prolongation. Dallas a remporté le titre de champion de la conférence Ouest dans le cinquième match.