Viens no galvenajiem argumentiem cilvēkiem, kas iebilst pret nāvessodu, ir iespēja, ka nevainīgas personas var tikt sodītas ar nāvi par noziegumiem, ko tās nav izdarījušas.

Kopš 1992. gada piecpadsmit uz nāvi notiesātie ieslodzītie ir atbrīvoti, kad jaunatklāti pierādījumi ir attaisnojuši viņu vainu. Daudziem tas norāda uz iespēju, ka laika gaitā vēl vairāk uz nāvi notiesāto ieslodzīto var tikt atzīti par nevainīgiem. Mūsdienu sasniegumi DNS pētījumos ir ļāvuši zinātniekiem un tiesībaizsardzības iestādēm daudzos gadījumos labāk noteikt atbildīgo personu konkrētā noziegumā. Soda mērsOponenti uzskata, ka nevienu cilvēku nedrīkst sodīt ar nāvi, jo ar laiku DNS vai citi atbilstoši pierādījumi var atbrīvot viņu no vainas.

Tiek uzskatīts, ka vairāki cilvēki ir sodīti ar nāvi nepamatoti. 1950. gadā kāds vīrietis vārdā Timotijs Evanss tika sodīts ar nāvi par savas meitas slepkavību. Trīs gadus vēlāk varas iestādes atklāja, ka cits vīrietis, kurš īrēja istabu pie Evansa, bija sērijveida slepkava un patiesībā par to atbildīgs. 1991. gadā aizdedzinātāja izraisītā ugunsgrēkā tika vainots Kamerons Vilingems. Ugunsgrēkā gāja bojā trīs viņa meitas, unWillinghamam tika piespriests nāvessods. 2004. gadā Willinghamam tika izpildīts nāvessods, taču kopš tā laika pierādījumi, kas sākotnēji tika uzskatīti par viņa vainas pierādījumiem, izrādījās nepārliecinoši. Lai gan viņa nevainību nevar pierādīt, ja viņam nebūtu piespriests nāvessods, lieta varētu tikt atjaunota un pēc pārsūdzības viņš varētu tikt atzīts par nevainīgu.

Viens no pazīstamākajiem gadījumiem par iespējamu nelikumīgu nāvessoda izpildi ir saistīts ar Džesi Tafero, vīrieti, kurš apsūdzēts divu policistu slepkavībā. Incidentā bija iesaistīti divi līdzdalībnieki - Valters Rodss un Sonija Džeikobs. Rodss liecināja pret pārējiem diviem apmaiņā pret vieglu cietumsodu. Vēlāk viņš atzina, ka viņš bija vienīgais vainīgais slepkavībās, taču pat ar jaunoPēc diviem gadiem notika Jēkabsas lietas izskatīšana, un pēc tam viņa tika atbrīvota. Tiek uzskatīts, ka arī Tafero būtu atbrīvots, ja viņš vēl būtu dzīvs, lai varētu iesniegt apelāciju.