Nach dem Titelgewinn 2011 verließen Spieler wie Tyson Chandler, J. J. Barea oder Peja Stojaković die Mavericks. Die Saison fand durch den Lockout verspätet statt und wurde auf 66 Spiele verkürzt. Mit einer Bilanz von 36:30 Siegen fiel die Saison durchwachsen aus. Die Mavericks erreichten mit dem siebten Platz der Western Conference die Play-offs. Nach der kräftezehrenden Titelsaison mit über 100 Spielen sowie der anschließenden Teilnahme an der Basketball-Europameisterschaft kam Nowitzki nur schwer in die Saison und war außer Form, was sich in seinen Statistiken niederschlug. Nach einer einwöchigen Pause, in der er an seiner Fitness arbeitete, zeigte Nowitzki deutlich bessere Leistungen. In 62 Spielen erreichte er mit 1.342 Punkten den siebten Platz bei den erzielten Punkten der Saison, mit 21,6 Punkten den achten Platz bei Punkten im Schnitt und außerdem mit 6,8 Rebounds im Schnitt den 36. Platz in dieser Kategorie. Nowitzki wurde zum elften Mal in das NBA All-Star-Team berufen, sowie zum zwölften Mal in ein All-NBA Team gewählt. Während der Saison erzielte Nowitzki als 19. Spieler der NBA-Geschichte seinen 24.000 Punkt und überholte in der Folge Charles Barkley in der NBA All-Time Scoring List. Überdies gelang ihm in einem Spiel gegen die Boston Celtics der 1000. Block seiner Karriere. In der ersten Runde der Play-offs traf Nowitzki mit seinen Mavericks auf die Oklahoma City Thunder, den späteren Gegner der Titelgewinner aus Miami in den Finals, und schied nach einem 4:0-Lauf (sog. Sweep) der Thunder schon früh aus. Dies war erst das dritte Mal in der Geschichte der Play-offs, dass der Titelverteidiger bereits in der ersten Runde ausschied, ohne ein Spiel gewonnen zu haben.