Politiet bekrefter i en melding på Twitter at drapsmannen, som var etterlyst av Interpol, ble arrestert i Valencia.
Nyhetsbyrået AFP melder at Vladimir Milisavljevic ble arrestert på en restaurant i Valencia.
Han ble pågrepet sammen med Luka Bojovic.
Ifølge den spanske storavisen El Mundo skal Bojovic ha vært blant hovedhjernene bak drapet, mens Milisavljevic omtales som drapsmannen.
En av Europas mest ettersøkte
Milisavljevic er allerede dømt i forbindelse med drapet.
I desember 2003 ble flere titalls personer tiltalt for medvirkning til drapet, i det som ble kalt «århundrets rettssak». Femten tiltalte var da fortsatt ikke pågrepet, men de ble rettsforfulgt in absentia.
El Mundo melder at Bojovic er mistenkt for mer enn 20 drap i Serbia, Nederland og Spania, og han skal tidligere være dømt for menneskesmugling, narkotika- og våpensmugling og kriminalitet knyttet til prostitusjon.
Han var ifølge avisen blant de mest ettersøkte kriminelle i Europa, og har lenge vært ettersøkt av Interpol.
Drept utenfor regjeringskontorene
Zoran Djindjic var serbisk statsminister fra 2001 til han ble drept i mars 2003.
Foto: SRDJAN SUKI / AFPSerbias statsminister Zoran Djindjic ble skutt og drept på en parkeringsplass utenfor regjeringskontorene i hovedstaden Beograd i mars 2003.
Minst 200.000 mennesker møtte opp i Beograds gater for å ta et siste farvel med statsministeren.
En knapp måned etter drapet kunngjorde daværende innenriksminister Dusan Mihajlovic at drapet var oppklart. Han sa til serbisk fjernsyn at en tidligere politimann i de hemmelige tjenestene og medlemmer av en kriminell liga hadde tilstått å stå bak drapet.