裁判において検察側の柱となったのが、林家にあったヒ素と、紙コップやカレー鍋から検出されたヒ素が「同一の特徴を持つ」とした科学鑑定でした。これには大型放射光施設「SPring-8（スプリングエイト）」を用いた高精度な蛍光X線分析が用いられ、裁判所を有罪へと導く決定打となりました。
しかし、弁護団が依頼した東京理科大学の研究グループらによる再検証によって、当時の鑑定手法に対する重大な疑問が提示されました。弁護側は「検察側鑑定人は不純物の濃度比が完全に一致したと主張したが、統計学的な解析手順に誤りがあり、別ルートで流通したヒ素と識別できていない」と主張しています。
さらに、事件当日にカレー鍋のフタを開けていた別の人物の目撃証言の変遷や、林死刑囚が動機として挙げられた近隣トラブル程度で無差別殺人に及ぶのかという事件の真相を巡る疑念が、今なお冤罪説を強固にする要因となっています。
