Tại EuroBasket 2005, Nowitzki đã dẫn dắt một đội tuyển Đức rệu rã vào Chung kết, đánh bại ứng cử viên vô địch Slovenia ở tứ kết và tiễn Tây Ban Nha ra về ở bán kết. Các chuyên gia EuroBasket đã ca ngợi Nowitzki trong cả hai trận đấu: trước Slovenia (76–62), tiền phong người Đức ghi được 22 điểm - cao nhất trận và nhận xét: "Người Slovenia đã đánh giá thấp chúng tôi. Họ nói rằng chúng tôi là đội họ sẽ đánh bại và điều đó đã sai, bạn không nên làm gì đó tương tự trước 1 trận tứ kết. " Trong trận đấu với Tây Ban Nha (74–73), Nowitzki ghi được 27 điểm cao nhất trận và ghi điểm quyết định của trận đấu: cách biệt chỉ 1 điểm và còn vài giây nữa, anh đánh lừa tiền phong người Tây Ban Nha Jorge Garbajosa, và thực hiện một cú nhảy ném cơ bản vượt qua Garbajosa đang dang tay cản phá hết cỡ bất thành khi chỉ còn 3,9 giây nữa. Dirk sau đó nhận xét: "Thật không thể diễn tả được. Garbajosa đã đẩy tôi ra ngoài đường biên nên tôi chỉ tiện theo đà". Mặc dù thua trận Chung kết, 78–62, trước người Hy Lạp, Nowitzki vẫn là cầu thủ ghi điểm hàng đầu của giải đấu (26,1 mỗi trận), đồng thời là cầu thủ kiến ​​tạo hàng đầu thứ hai (10,6 mỗi trận), đồng thời là người block (1,9 mỗi trận), và anh cũng được bình chọn Cầu thủ xuất sắc nhất của giải đấu. Khi anh ấy bị đánh bại vào cuối trận chung kết, Nowitzki đã nhận được sự hoan nghênh nhiệt liệt từ đám đông, mà sau này anh ấy nhớ lại là "một trong những khoảnh khắc tuyệt vời nhất trong sự nghiệp". Đội tuyển Đức được trao huy chương bạc.