Odmawiał gry aż do 19 grudnia 1995, kiedy Flames zawarli umowę z Dallas Stars, na mocy której Nieuwendyk został wymieniony za Jarome'a Iginlę i Coreya Millena.
Dallas Stars (1995–2002) thumb|Joseph „Joe” Nieuwendyk w barwach Dallas Stars, 11 czerwca 1999. Zespół Dallas Stars natychmiast podpisał z Nieuwendykiem trzyletni kontrakt wart 11,3 mln USD. Generalny menedżer drużyny Bob Gainey wyrażał nadzieję, że transfer Nieuwendyka pomoże franczyzie, która została przeniesiona z Minnesoty 3 lata wcześniej, ugruntować jej pozycję w Dallas. Na finiszu rozgrywek Nieuwendyk miał na koncie 14 strzelonych bramek i 32 zdobyte punkty w 52 meczach w barwach Stars.
W sezonie 1996–97 zaliczył 30 trafień mimo opuszczenia pierwszego miesiąca rozgrywek z powodu uszkodzenia chrząstki żebrowej po zderzeniu z Peterem Forsbergiem. W kolejnych rozgrywkach strzelił 39-krotnie, ale ponownie został wyłączony z gry w play-offach. W pierwszym meczu pierwszej serii przeciwko San Jose Sharks, Nieuwendyk zerwał więzadło krzyżowe w prawym kolanie po bodiczeku Bryana Marchmenta. Konieczne było przeprowadzenie operacji dwóch kolan (lewe było kontuzjowane 8 lat wcześniej).