Les Mavericks ont terminé la saison 2009-2010 à la deuxième place de la conférence Ouest pour les playoffs 2010. Plusieurs All-Stars comme Shawn Marion et Caron Butler se sont ajoutés à l’équipe dans la deuxième moitié de la saison. Le , Nowitzki est devenu le joueur de l’histoire de la NBA – et le premier Européen – à atteindre le seuil des , tout en terminant la saison régulière avec des moyennes de 25 points, 7,7 rebonds, 2,7 passes décisives et 1 contre. Il a été sélectionné pour le All-Star Game 2010, sa neuvième apparition. Les Mavericks ont affronté San Antonio, une fois de plus, dans le premier tour des playoffs, mais pour la troisième fois en quatre saisons, ils n'ont pas réussi à se qualifier pour la suite de la campagne. Nowitzki est devenu un agent libre après la saison, mais le , il signe un nouveau contrat de 4 ans et plus de 80 millions de dollars avec la franchise texane.