A halálbüntetést ellenzők egyik fő érve az a lehetőség, hogy ártatlan személyeket is halálra ítélhetnek olyan bűncselekményekért, amelyeket nem követtek el.

1992 óta tizenöt halálraítéltet engedtek szabadon, amikor újonnan felfedezett bizonyítékok mentették fel őket. Sokak számára ez azt jelzi, hogy idővel több halálraítélt ártatlansága is bebizonyosodhat. A DNS-vizsgálatok terén elért modern előrelépések lehetővé tették a tudósok és a bűnüldöző szervek számára, hogy sok esetben jobban meghatározzák egy adott bűncselekmény felelősét. A halálbüntetésAz ellenzők úgy vélik, hogy egyetlen embert sem szabadna halálra ítélni, mert idővel a DNS vagy más vonatkozó bizonyíték felmentheti a bűnösség alól.

Több emberről úgy gondolják, hogy tévesen végezték ki őket. 1950-ben egy Timothy Evans nevű férfit végeztek ki lánya meggyilkolásáért. Három évvel később a hatóságok felfedezték, hogy egy másik férfi, aki egy szobát bérelt Evans-től, sorozatgyilkos volt, és valójában ő volt a felelős. 1991-ben egy gyújtogató által okozott tüzet Cameron Willinghamre fogtak. Három lánya vesztette életét a tűzben, ésWillingham halálbüntetést kapott. 2004-ben Willinghamet kivégezték, de azóta az eredetileg bűnösségét bizonyító bizonyítékok nem bizonyultak meggyőzőnek. Bár ártatlansága nem bizonyítható, ha nem ítélték volna halálra, az ügyet újraindíthatták volna, és fellebbezés után talán ártatlannak találták volna.

A lehetséges jogtalan kivégzés egyik legismertebb esete Jesse Tafero, a két rendőr meggyilkolásával vádolt férfi. Az esetnek két bűntársa volt, Walter Rhodes és Sonia Jacobs. Rhodes a másik kettő ellen tanúskodott, enyhe börtönbüntetésért cserébe. Később elismerte, hogy ő volt az egyetlen felelős fél a gyilkosságokban, de még az újabbtanúvallomása alapján Taferót halálra ítélték. Két évbe telt, amíg Jacobs ügyét felülvizsgálták, és utána szabadon engedték. Széles körben elterjedt a vélekedés, hogy Taferót is szabadon engedték volna, ha még élne a fellebbezéshez.