Un dels principals arguments de les persones que s'oposen a la pena de mort és la possibilitat que persones innocents puguin ser assassinades per delictes que no van cometre.

Des de 1992, s'han establert quinze presoners en el corredor de la mort. lliures quan les proves recentment descobertes els hagin exonerat. Per a molts, això indica la possibilitat que més presos condemnats a mort es puguin demostrar innocents amb el pas del temps. Els avenços moderns en els estudis d'ADN han permès als científics i a les forces de l'ordre determinar millor la part responsable d'un crim concret en molts casos. Els opositors a la pena capital creuen que cap persona hauria de ser assassinada perquè, amb el temps, l'ADN o altres proves pertinents poden absoldre'ls de la culpa.

Es creu que diverses persones van ser executades injustament. El 1950, un home anomenat Timothy Evans va ser executat per assassinar la seva filla. Tres anys més tard, les autoritats van descobrir que un altre home, que llogava una habitació a Evans, era un assassí en sèrie i realment responsable. Un incendi iniciat per un incendiari el 1991 va ser acusat a Cameron Willingham. Tres de les seves filles van morir en l'incendi i Willingham va rebre la pena de mort. Willingham va ser executat l'any 2004, però des d'aleshores, s'ha demostrat que les proves que es deia originalment demostraven la seva culpabilitat no són concloents. Encara que no es pot provar la seva innocència, si no hagués estat condemnat a mort, el cas podria haver estat reobert i podria haver estatdeclarat innocent després d'una apel·lació.

Un dels casos més coneguts de possible execució il·lícita implica Jesse Tafero, un home acusat d'assassinar dos agents de policia. Hi havia dos còmplices implicats en l'incident, Walter Rhodes i Sonia Jacobs. Rhodes va declarar contra els altres dos a canvi d'una pena de presó lleugera. Més tard va admetre que era l'únic responsable dels assassinats, però fins i tot amb el nou testimoni, Tafero va ser assassinat. Van trigar dos anys a fer una revisió del cas de Jacobs, i després va ser posada en llibertat. Es creu àmpliament que Tafero també hauria estat posat en llibertat si encara estigués viu per a una apel·lació.