此後，本案時隔6年半，於2001，165438年10月7日，因證據不足再次撤銷原判。2001，165438年10月28日，張玉環仍不服上訴，終審判決為:駁回上訴，維持原判。張玉環沒有律師為她辯護。入獄後，仍然不認罪，張家仍在抱怨。張玉環的律師王飛發現了種種疑點，這些疑點不能直接證明張玉環有罪。
幾年後，他再次上訴。2065年3月1日，張玉環再次受審。江西高院認為張玉環的上訴符合要求，決定再審。7月9日，在張玉環的第四次庭審中，律師為張玉環做了無罪辯護。在法庭上，公訴人提出意見，宣告張玉環無罪。公訴人說物證不足以直接證明張玉環的犯罪行為。張玉環的兩份供詞前後矛盾，其真實性令人懷疑。只有壹個口供定罪，先證了口供，與事實不符，判決無罪。
在他的最後壹次上訴中，張玉環仍然抱怨他在監獄中度過了超過26年後與他的妻子分離，並要求法院給予公正。8月4日，法院再次對張玉環進行宣判，最終以證據不足為由宣判張玉環無罪。