Jest on pomysłodawcą przeprowadzenia zamachu na premiera Serbii Zorana Đinđicia. Premier Serbii zginął 12 marca 2003 roku, postrzelony przez Zvezdana Jovanovicia. Zdaniem rządu Đinđicia, premier zginął, ponieważ zdecydował się walczyć z przestępczością zorganizowaną. Po śmierci Đinđicia serbskie Ministerstwo Spraw Wewnętrznych wydało międzynarodowy nakaz aresztowania Ulemka. Pomysłodawca zamachu ukrywał się przez 14 miesięcy. 2 maja 2004 roku dobrowolnie się ujawnił i oddał w ręce policji.
W kwietniu 2005 roku Ulemek został skazany na karę 40 lat więzienia za uprowadzenie i zamordowanie Ivana Stambolicia oraz nieudany zamach na Vuka Draškovicia.
Proces Ulemka i innych uczestników zamachu na Đinđicia rozpoczął się w grudniu 2004 roku. W sumie oskarżono ponad 40 osób. 23 maja 2007 roku Ulemek oraz Jovanović zostali skazani na czterdzieści lat pozbawienia wolności. Pozostali uczestnicy zamachu otrzymali mniejsze wyroki. Po skazaniu zamachowców władze Serbii zmieniły politykę na rzecz aktywnej walki z przestępczością zorganizowaną. Po procesie Ulemek był przez większość Serbów postrzegany jako prawdziwy patriota i obrońca serbskości.