Backofen auf 220 °C vorheizen. Paprika waschen, putzen, halbieren, entkernen und in ca. 2 x 2 cm große Stücke schneiden. Fenchel waschen, putzen, Grün zur Seite legen, Fenchel halbieren, Strunk herausschneiden und die Hälften längs in ca. 2 cm dicke Streifen schneiden. Paprika und Fenchel in große Schüssel geben und mit 2 EL Öl vermischen. Mit Salz und Pfeffer würzen. Knoblauch schälen, 1 Zehe zur Seite legen, die restlichen 2 Zehen dazupressen. Thymian kalt abbrausen, trocken schütteln, Blättchen abzupfen und ebenfalls unterrühren. Alles gleichmäßig auf einem Backblech verteilen und ca. 13–15 Minuten im Ofen rösten. Zwischendurch Gemüse einmal wenden. Im ausgeschalteten Backofen warm halten.

Inzwischen Zwiebeln schälen und fein würfeln. Restliche Knoblauchzehe fein würfeln. Chilis waschen, putzen, längs halbieren und fein würfeln (s. Tipp). Tomaten waschen, halbieren, Stielansätze entfernen und 1 cm groß würfeln. Restliche 2 EL Öl in großer Pfanne erhitzen und Zwiebeln, Knoblauch und Chilis darin ca. 2 Minuten bei hoher Hitze anbraten. Tomatenmark einrühren und 1 Minute mitrösten. Tomaten zufügen, unterrühren und ca. 15 Minuten bei niedriger Hitze köcheln lassen.

Nudeln nach Packungsanleitung in ausreichend Salzwasser al dente garen. Käse fein reiben. Fenchelgrün waschen und abtropfen lassen. Petersilie kalt abbrausen, trocken schütteln, Blättchen abzupfen, fein hacken und in die Soße rühren. Mit Salz und Pfeffer pikant abschmecken. Nudeln in Sieb abgießen und kurz abtropfen lassen. Pasta auf 4 Teller portionieren, mit Soße und Röstgemüse anrichten und mit Käse und Fenchelgrün bestreut servieren.