Acusat per primer cop pel Tribunal Penal Internacional per a l'antiga Iugoslàvia el 25 de juliol de 1995, Martić es va lliurar el 15 de maig 2002, i va ser traslladat al tribunal de la Haia el mateix dia. Va ser acusat d'assassinat, persecucions, tracte inhumà, desplaçaments forçats, pillatge de béns públics o privats, i destrucció arbitrària de ciutats i pobles. Ell es va declarar innocent de tots els càrrecs. Segons l'acusació del Tribunal, "va ajudar a organitzar una campanya de neteja ètnica de croats i altres no serbis de Krajina, on vivien 78.000 persones, i pràcticament la totalitat de la població no sèrbia va ser desplaçada per la força, deportada o assassinada". Originalment va ser acusat només d'ordenar un atac amb coets a Zagreb, que va matar set civils, com a represàlia a l'Operació Tempesta. Martić va aparèixer més tard a la televisió i la ràdio sèrbia, admetent haver ordenat el bombardeig.