Il 9 gennaio 2001 il Borussia Dortmund ufficializza l'acquisto di Rosicky per l'allora cifra record di 13 milioni di euro, rendendolo in quel momento sia il giocatore ceco più costoso di sempre, sia il giocatore non tedesco più costoso della storia della Bundesliga. Nonostante un ambientamento difficoltoso, nella seconda stagione in giallonero il tecnico Matthias Sammer gli affida le redini della squadra, venendo ripagato da Rosicky con una stagione sontuosa che lo vede protagonista, assieme al connazionale Jan Koller e al capocannoniere del torneo Marcio Amoroso, della vittoria del titolo nazionale, il sesto della storia del club, dopo una clamorosa rimonta sui rivali del Bayer Leverkusen di Michael Ballack e sui campioni d'Europa in carica del Bayern Monaco; il ruolo di Rosicky è determinante anche nel cammino europeo della squadra di Dortmund, che raggiunge la finale di Coppa UEFA venendo però sconfitta per 3-2 dagli olandesi del Feyenoord. Conclude la stagione 2001/2002 totalizzando 49 presenze e 6 goal, di cui 30 presenze e 5 goal in campionato, e vincendo il premio di giocatore ceco dell'anno succedendo a Pavel Nedved; ad oggi è ancora il più giovane giocatore ad aver conquistato tale nomina, raggiungendo il traguardo a soli 20 anni.