Jedným z hlavných argumentov ľudí, ktorí sú proti trestu smrti, je možnosť, že nevinní ľudia môžu byť odsúdení na smrť za zločiny, ktoré nespáchali.

Od roku 1992 bolo pätnásť väzňov odsúdených na smrť prepustených na slobodu, keď ich novoobjavené dôkazy zbavili viny. Pre mnohých to naznačuje možnosť, že časom sa môže preukázať nevina ďalších odsúdených na smrť. Moderný pokrok v oblasti štúdií DNA umožnil vedcom a orgánom činným v trestnom konaní v mnohých prípadoch lepšie určiť zodpovednú osobu za konkrétny zločin. Trest smrtiOdporcovia sú presvedčení, že žiadna osoba by nemala byť odsúdená na smrť, pretože DNA alebo iné relevantné dôkazy ju môžu časom zbaviť viny.

Predpokladá sa, že niekoľko ľudí bolo popravených neprávom. V roku 1950 bol za vraždu svojej dcéry popravený muž menom Timothy Evans. O tri roky neskôr úrady zistili, že sériovým vrahom bol iný muž, ktorý si od Evansa prenajímal izbu a v skutočnosti bol za ňu zodpovedný. Požiar, ktorý v roku 1991 založil podpaľač, bol pripísaný na vrub Camerona Willinghama. Pri požiari zahynuli tri jeho dcéry aWillingham dostal trest smrti. Willingham bol popravený v roku 2004, ale odvtedy sa ukázalo, že dôkazy, ktoré pôvodne mali dokazovať jeho vinu, sú nepresvedčivé. Hoci jeho nevina sa nedá dokázať, ak by nebol odsúdený na trest smrti, prípad by sa mohol znovu otvoriť a po odvolaní by mohol byť uznaný za nevinného.

Jeden z najznámejších prípadov možnej neoprávnenej popravy sa týka Jesseho Tafera, muža obvineného z vraždy dvoch policajtov. Do incidentu boli zapojení dvaja komplici, Walter Rhodes a Sonia Jacobsová. Rhodes svedčil proti zvyšným dvom výmenou za mierny trest odňatia slobody. Neskôr priznal, že bol jedinou zodpovednou stranou za vraždy, ale aj s novýmsvedectvo, Tafero bol odsúdený na trest smrti. Trvalo dva roky, kým sa uskutočnilo preskúmanie prípadu Jacobsovej, a potom bola prepustená na slobodu. Všeobecne sa verí, že Tafero by bol tiež prepustený na slobodu, keby ešte žil, aby sa mohol odvolať.