2 Mart 1994 tarihinde TBMM tarafında milletvekili dokunulmazlığı kaldırıldı. Aynı gün, Orhan Doğan ile Ankara Emniyet Müdürlüğü Terörle Mücadele Ekipleri tarafından gözaltına alındı. Dokunulmazlıkların kaldırılmasına dayanak oluşturan Ankara DGM Başsavcısı Nusret Demiral tarafından hazırlanan iddianamede vatan hainliği ile suçlandı.
Daha sonra hapis cezası aldı ve 10 yıl cezaevinde kaldı. 10 yıl sonra tekrar yargılanarak 2004 yılında tahliye edildi. Tahliye edildikten sonra siyasi çalışmalarına devam etti. Diğer milletvekili arkadaşları, Kürt siyasetçileri ve aydınlarla birlikte Demokratik Toplum Hareketi'nin kuruluşunda yer aldı. Bu hareket bir süre sonra DTP (Demokratik Toplum Partisi)'ne dönüştü. Siyasi yasaklı olduğu gerekçesiyle, Anayasa Mahkemesi tarafından parti üyeliği düşürüldü. Siyasi çalımalarına devam eden Dicle, Demokratik Toplum Kongresi'nin kurulmasına öncülük etti ve bu kongrenin eşbaşkanlığı ve sözcülüğü görevini üstlendi. 2010 Nisan ayında gerçekleşen bir operasyonla örgüt propogandası yaptığı gerekçesiyle tutuklandı.
12 Haziran 2011 Genel seçimlerinde onbinlerce oy alarak milletvekili seçildi. Ancak YSK vekilliğini iptal ederek yerine AKP adayı Oya Eronat atandı.