Адным з асноўных аргументаў людзей, якія выступаюць супраць смяротнага пакарання, з'яўляецца магчымасць таго, што невінаватыя людзі могуць быць пакараныя смерцю за злачынствы, якіх яны не здзяйснялі.

З 1992 года пятнаццаць зняволеных былі асуджаныя на смерць. бясплатна, калі нядаўна знойдзеныя доказы апраўдалі іх. Для многіх гэта паказвае на магчымасць таго, што з цягам часу будзе даказана, што невінаватыя будуць больш асуджаных на смерць. Сучасныя дасягненні ў галіне даследаванняў ДНК дазволілі навукоўцам і праваахоўным органам у многіх выпадках лепш вызначаць асобу, адказную за канкрэтнае злачынства. Праціўнікі смяротнага пакарання лічаць, што ні адзін чалавек не павінен быць пакараны смерцю, таму што з часам ДНК або іншыя адпаведныя доказы могуць вызваліць яго ад віны.

Лічыцца, што некалькі чалавек былі пакараныя неправамерна. У 1950 годзе чалавек па імі Цімаці Эванс быў пакараны за забойства сваёй дачкі. Тры гады праз улады выявілі, што іншы чалавек, які арандаваў пакой у Эванса, быў серыйным забойцам і фактычна вінаватым. У пажары, распаленым падпальшчыкам у 1991 годзе, абвінавацілі Кэмерана Уілінгема. Тры яго дачкі загінулі ў агні, а Уілінгем атрымаў смяротнае пакаранне. Уілінгем быў пакараны смерцю ў 2004 годзе, але з таго часу доказы, якія першапачаткова пацвярджалі яго віну, аказаліся непераканаўчымі. Нягледзячы на ​​тое, што яго невінаватасць немагчыма даказаць, калі б ён не быў пакараны смерцю, справа магла б быць адноўлена, і ён мог быцьпрызнаны невінаватым пасля апеляцыі.

Адзін з найбольш вядомых выпадкаў магчымага незаконнага пакарання смерцю звязаны з Джэсі Тафера, чалавекам, які абвінавачваецца ў забойстве двух паліцэйскіх. У інцыдэнце ўдзельнічалі двое саўдзельнікаў, Уолтэр Родс і Соня Джэйкабс. Роудс даў паказанні супраць двух іншых у абмен на лёгкі турэмны тэрмін. Пазней ён прызнаўся, што быў адзіным адказным удзельнікам забойства, але нават з новымі паказаннямі Тафера быў пакараны смерцю. На перагляд справы Джэйкабс спатрэбілася два гады, пасля чаго яе вызвалілі. Шырока распаўсюджана меркаванне, што Тафера таксама быў бы вызвалены, калі б ён быў яшчэ жывы для апеляцыі.