最高人民法院同意山東省高級人民法院意見，于2016年6月6日決定提審該案。6月20日，最高人民法院決定該案由第二巡回法庭審理。7月4日，第二巡回法庭依法組成合議庭，由最高人民法院審判委員會專職委員、第二巡回法庭庭長胡云騰大法官擔任審判長，主審法官夏道虎、虞政平、管應(yīng)時、羅智勇為合議庭成員。再審期間，合議庭查閱了該案全部卷宗及相關(guān)材料，赴石家莊察看案發(fā)現(xiàn)場、核實相關(guān)證據(jù)、詢問原辦案人員，咨詢了刑偵、法學專家，并多次約談申訴人及其代理人，聽取其意見，依法保障其訴訟權(quán)利，多次聽取最高人民檢察院意見。最高人民檢察院認為原審判決事實不清、證據(jù)不足，應(yīng)當改判聶樹斌無罪。

　　最高人民法院鑒于原審被告人聶樹斌已經(jīng)被執(zhí)行死刑，根據(jù)刑事訴訟法和有關(guān)司法解釋規(guī)定，決定對本案不開庭審理，并依法作出上述判決。判決主要理由是：原判認定聶樹斌犯故意殺人罪、強奸婦女罪的主要依據(jù)是聶樹斌的有罪供述與在案其他證據(jù)印證一致。但是，綜觀全案，本案缺乏能夠鎖定原審被告人聶樹斌作案的客觀證據(jù)，聶樹斌作案時間不能確認，作案工具花上衣來源不能確認，被害人死亡時間和死亡原因不能確認；聶樹斌被抓獲之后前5天訊問筆錄缺失，案發(fā)之后前50天內(nèi)多名重要證人詢問筆錄缺失，重要原始書證考勤表缺失；聶樹斌有罪供述的真實性、合法性存疑，有罪供述與在卷其他證據(jù)供證一致的真實性、可靠性存疑，是否另有他人作案存疑；原判據(jù)以定案的證據(jù)沒有形成完整鎖鏈，沒有達到證據(jù)確實、充分的證明標準，也沒有達到基本事實清楚、基本證據(jù)確鑿的定罪要求。

　　部分人大代表、政協(xié)委員、專家學者、法官、檢察官、公安干警、律師、高校師生、公眾以及新聞媒體記者等120余人旁聽了該案的公開宣判。

　　該案宣判后，合議庭向申訴人及其代理人、最高人民檢察院出席公開宣判的檢察人員送達了判決書，并就有關(guān)問題作了釋明。據(jù)悉，該案后續(xù)的國家賠償、司法救助、追責等工作將依法啟動。