Nowitzki nació el 19 de junio de 1978, en Würzburg, Alemania, sus padres son Jörg-Werner y Helga Nowitzski. Su madre era una jugadora de baloncesto profesional y su padre era un jugador internacional de balonmano. Tiene una hermana mayor, Silke Nowitzki.

Era un niño alto y se dedicaba a los deportes a temprana edad, mientras estudiaba en el Röntgen Gymnasium Grammar School en Würzburg. Inicialmente jugó al balonmano y al tenis, pero se dio cuenta de que destacaba en el baloncesto.

Ante la insistencia de su entrenador, Nowitzki decidió jugar internacionalmente y comenzó a entrenarse para ello de manera rigurosa. En 1994, finalmente llegó al equipo DJK cuando tenía solo 16 años.