Sommeren 2004 gikk Mihajlović på fri transfer til Internazionale. 9. april 2006, i en bortekamp mot Ascoli Calcio 1898, scoret Mihajlović sitt 27. frisparkmål i Serie A, flere enn noen annen spiller har gjort. Mihajlović la opp etter sesongen 2005/06.