Um dos principais argumentos das pessoas que se opõem à pena de morte é a possibilidade de indivíduos inocentes serem condenados à morte por crimes que não cometeram.

Desde 1992, quinze prisioneiros no corredor da morte foram libertados quando provas recém-descobertas os ilibaram. Para muitos, este facto indica a possibilidade de mais reclusos no corredor da morte poderem vir a ser provados inocentes ao longo do tempo. Os modernos avanços nos estudos de ADN permitiram aos cientistas e às agências de aplicação da lei determinar melhor o responsável por um determinado crime em muitos casos. Pena de morteOs opositores consideram que nenhuma pessoa deve ser condenada à morte pelo facto de, com o tempo, o ADN ou outras provas pertinentes poderem absolvê-la da culpa.

Em 1950, um homem chamado Timothy Evans foi executado por ter assassinado a sua filha. Três anos mais tarde, as autoridades descobriram que um outro homem, que alugou um quarto a Evans, era um assassino em série e o verdadeiro responsável. Em 1991, um incêndio provocado por um incendiário foi atribuído a Cameron Willingham. Três das suas filhas morreram no incêndio eWillingham foi condenado à pena de morte. Willingham foi executado em 2004, mas, desde então, as provas que inicialmente se dizia provarem a sua culpa revelaram-se inconclusivas. Embora a sua inocência não possa ser provada, se não tivesse sido condenado à morte, o caso poderia ter sido reaberto e ele poderia ter sido considerado inocente após um recurso.

Um dos casos mais conhecidos de possível execução injusta envolve Jesse Tafero, um homem acusado de assassinar dois agentes da polícia. Havia dois cúmplices envolvidos no incidente, Walter Rhodes e Sonia Jacobs. Rhodes testemunhou contra os outros dois em troca de uma pena de prisão leve. Mais tarde, admitiu que era o único responsável pelos assassinatos, mas mesmo com a novaFoi necessário esperar dois anos para que o caso de Jacobs fosse revisto e, posteriormente, ela foi libertada. Acredita-se que Tafero também teria sido libertado se ainda estivesse vivo para poder recorrer.