בקיץ 1996 חתם נובוטני בבאייר לברקוזן, ושיחק בקבוצה זו במשך עשור, וכבר בעונה הראשונה שלו בקבוצה, 1996/97, סיימה לברקוזן במקום השני אחרי באיירן מינכן. נובוטני הפך עד מהרה לעוגן הגנתי בקבוצה, ביחד עם קארסטן ראמלו, והקבוצה סיימה בתקופתו במקום השני בבונדסליגה עוד שלוש פעמים נוספות, אך לא הצליחה לזכות באליפות. הצלחתו הגדולה של נובוטני בקבוצה הייתה בליגת האלופות בעונת 2001/02, בה הקבוצה הגיעה עד למשחק הגמר, בו הפסידה 2-1 לריאל מדריד, במשחק בו נובוטני לא שיחק מאחר שנפצע והוחלף בגומלין של חצי הגמר מול מנצ'סטר יונייטד כבר בדקה העשירית. אותה פציעה גרמה לנובוטני להחמיץ את מונדיאל 2002 וכמעט את כל עונת 2002/03, בה לברקוזן ספגה 56 שערים והייתה לאחת ההגנות החלשות בליגה, בהיעדרו של נובוטני, ואף כמעט נשרה אל הבונדסליגה השנייה. בעונה העוקבת, כאשר נובוטני שב מהפציעה, לברקוזן חזרה אל הצמרת, סיימה במקום השלישי והעפילה שוב לליגת האלופות. בשנת 2006 עזב נובוטני את לברקוזן, אחרי עשר עונות, בהן כבש ארבעה שערים ב-231 הופעות בבונדסליגה.