对于物证，吕梁中院则认为，刘仁旺双手擦拭物的提取笔录无见证人，且无法补正，尽管公诉机关提供了侦查人员的情况说明，证明因当时天黑无法找到见证人，该解释理由并不充分，按照刑诉法规定予以排除。而刘仁旺双手擦拭物的鉴定意见，因检材来源不明，依法不能作为定案依据。
除此之外，刘仁旺供述的同案犯一直没有找到，且作案枪支、手电、摩托车未也都未找到。
改判后，2014年1月2日，吕梁检察院提出抗诉。在刑事抗诉书中，检方认为，法院判决以排除非法证据为由，片面排除被告人刘仁旺的有罪供述及相关鉴定结论，导致认定事实、适用法律、定性等确有错误。
针对吕梁中院排除的非法证据，抗诉书称，刘仁旺的有罪供述系山西省公安厅、吕梁市公安局、中阳县公安局侦查人员共同讯问时所供，刑讯逼供可能比较小……讯问刘仁旺的地点在中阳县朱家店宾馆，是中阳县公安局根据当时的实际情况确定的工作地点，并不违法。
此后在山西高院审理期间，山西省检察院认为抗诉不当，撤回抗诉。
2014年10月8日，山西高院作出终审裁定，准许山西省检察院撤回抗诉；驳回上诉，维持原判。就此，刘仁旺得以被明确宣告无罪。
