Jedan od primarnih argumenata ljudi koji se protive smrtnoj kazni je mogućnost da nevini pojedinci budu osuđeni na smrt za zločine koje nisu počinili.

Od 1992. godine postavljeno je petnaest zatvorenika na smrtnu kaznu slobodni kada su ih novootkriveni dokazi oslobodili krivice. Za mnoge, ovo ukazuje na mogućnost da se više osuđenika na smrt može dokazati da su nevini tokom vremena. Savremeni napredak u DNK studijama omogućio je naučnicima i agencijama za provođenje zakona da u mnogim slučajevima bolje utvrde odgovornu stranu u određenom zločinu. Protivnici smrtne kazne vjeruju da nijedna osoba ne bi trebala biti ubijena jer bi je vremenom DNK ili drugi relevantni dokazi mogli osloboditi krivice.

Smatra se da je nekoliko ljudi pogrešno pogubljeno. Godine 1950. čovjek po imenu Timothy Evans je pogubljen zbog ubistva svoje kćeri. Tri godine kasnije, vlasti su otkrile da je drugi muškarac, koji je iznajmio sobu od Evansa, bio serijski ubica i zapravo odgovoran. Za požar koji je 1991. godine podmetnuo palikuća okrivljuje Cameron Willingham. Tri njegove ćerke su stradale u požaru, a Willingham je osuđen na smrtnu kaznu. Willingham je pogubljen 2004. godine, ali se od tada pokazalo da su dokazi koji su prvobitno rekli da dokazuju njegovu krivicu neuvjerljivi. Iako se njegova nevinost ne može dokazati, da nije ubijen, slučaj bi mogao biti ponovo otvoren i možda bi bioproglašen nevinim nakon žalbe.

Jedan od najpoznatijih slučajeva mogućeg nezakonitog pogubljenja uključuje Jessea Tafera, čovjeka optuženog za ubistvo dva policajca. U incident su bila uključena dva saučesnika, Walter Rhodes i Sonia Jacobs. Rhodes je svjedočio protiv druge dvojice u zamjenu za laku zatvorsku kaznu. Kasnije je priznao da je on bio jedina odgovorna strana u ubistvima, ali čak i uz novo svjedočenje, Tafero je ubijen. Bilo je potrebno dvije godine da se izvrši revizija Jacobsovog slučaja, a nakon toga je puštena na slobodu. Rašireno je vjerovanje da bi Tafero također bio oslobođen da je još živ zbog žalbe.