Ein aðalröksemd fólks sem er á móti dauðarefsingum er sá möguleiki að saklausir einstaklingar verði teknir af lífi fyrir glæpi sem þeir frömdu ekki.

Frá 1992 hafa fimmtán fangar verið settir á dauðadeild. ókeypis þegar nýuppgötvuð sönnunargögn hafa afneitað þeim. Fyrir marga bendir þetta til þess að fleiri dauðadæmdir fangar geti reynst saklausir með tímanum. Nútímaframfarir í DNA rannsóknum hafa gert vísindamönnum og löggæslustofnunum kleift að ákvarða betur ábyrgðaraðila í tilteknum glæp í mörgum tilfellum. Andstæðingar dauðarefsinga telja að enginn ætti að taka af lífi vegna þess að með tímanum gæti DNA eða önnur viðeigandi sönnunargögn leyst þá af sekt.

Það er talið að nokkrir hafi verið teknir af lífi á rangan hátt. Árið 1950 var maður að nafni Timothy Evans tekinn af lífi fyrir að myrða dóttur sína. Þremur árum síðar komust yfirvöld að því að annar maður, sem leigði herbergi af Evans, var raðmorðingi og í raun ábyrgur. Eldur sem brennuvargur kviknaði árið 1991 var kennt um Cameron Willingham. Þrjár dætra hans fórust í eldsvoðanum og Willingham hlaut dauðarefsingu. Willingham var tekinn af lífi árið 2004, en síðan þá hefur verið sýnt fram á að sönnunargögn sem upphaflega voru sögð sanna sekt hans séu ófullnægjandi. Þó að ekki sé hægt að sanna sakleysi hans, ef hann hefði ekki verið tekinn af lífi gæti málið hafa verið endurupptekið og hann gæti hafa veriðfundinn saklaus eftir áfrýjun.

Eitt þekktasta tilvikið um hugsanlega ólöglega aftöku snýr að Jesse Tafero, manni sem er sakaður um að hafa myrt tvo lögreglumenn. Tveir vitorðsmenn tóku þátt í atvikinu, Walter Rhodes og Sonia Jacobs. Rhodes bar vitni gegn hinum tveimur í skiptum fyrir vægan fangelsisdóm. Hann viðurkenndi síðar að hann væri eini ábyrgðaraðilinn í vígunum, en jafnvel með nýja vitnisburðinum var Tafero tekinn af lífi. Það tók tvö ár að fara yfir mál Jacobs og í kjölfarið var hún látin laus. Almennt er talið að Tafero hefði einnig verið sleppt ef hann væri enn á lífi fyrir áfrýjun.