Unul dintre principalele argumente ale celor care se opun pedepsei cu moartea este posibilitatea ca persoane nevinovate să fie condamnate la moarte pentru infracțiuni pe care nu le-au comis.

Din 1992, cincisprezece deținuți condamnați la moarte au fost eliberați atunci când dovezi nou descoperite i-au exonerat. Pentru mulți, acest lucru indică posibilitatea ca și mai mulți deținuți condamnați la moarte să fie dovediți nevinovați în timp. Progresele moderne în domeniul studiilor ADN au permis oamenilor de știință și agențiilor de aplicare a legii să determine mai bine, în multe cazuri, cine este responsabil de o anumită infracțiune. Pedeapsa capitalăOpozanții cred că nicio persoană nu ar trebui să fie executată pentru că, în timp, ADN-ul sau alte dovezi pertinente ar putea să o absolve de vină.

Se crede că mai multe persoane au fost executate pe nedrept. În 1950, un bărbat pe nume Timothy Evans a fost executat pentru că și-a ucis fiica. Trei ani mai târziu, autoritățile au descoperit că un alt bărbat, care închiriase o cameră de la Evans, era un criminal în serie și era de fapt responsabil. Un incendiu provocat de un piroman în 1991 a fost pus pe seama lui Cameron Willingham. Trei dintre fiicele sale au pierit în incendiu, iarWillingham a primit pedeapsa cu moartea. Willingham a fost executat în 2004, dar de atunci, dovezile care inițial se spunea că îi dovedesc vinovăția s-au dovedit neconcludente. Deși nevinovăția sa nu poate fi dovedită, dacă nu ar fi fost condamnat la moarte, cazul ar fi putut fi redeschis și ar fi putut fi găsit nevinovat în urma unui apel.

Unul dintre cele mai cunoscute cazuri de posibile execuții nedrepte îl implică pe Jesse Tafero, un bărbat acuzat de uciderea a doi ofițeri de poliție. În incident au fost implicați doi complici, Walter Rhodes și Sonia Jacobs. Rhodes a depus mărturie împotriva celorlalți doi în schimbul unei pedepse ușoare cu închisoarea. Ulterior, el a recunoscut că a fost singurul vinovat de aceste crime, dar chiar și cu noileA fost nevoie de doi ani pentru ca cazul lui Jacobs să fie revizuit, iar ulterior a fost eliberată. Se crede în general că și Tafero ar fi fost eliberat dacă ar mai fi fost în viață pentru a face apel.