张玉环仍然不服，再次提出上诉。2001年11月28日，江西高院作出终审裁定：驳回上诉，维持原判。入狱后，张玉环坚持喊冤。直至今年8月4日，江西高院对此案再审宣判，最终宣告张玉环无罪。
因不服判决，张玉环提出上诉。1995年3月30日，江西高院以事实不清、证据不足为由裁定撤销原判、发回重审。2001年11月7日，南昌中院重审判决再次认定该案“基本事实清楚、基本证据充分”，作出了和原一审判决相同结果的判决。
张玉环认为，除刑讯逼供外，办案人员对其他的重要线索不积极排查，导致两男童遇害的案件至今未能侦破，放纵了真正的犯罪分子，涉嫌玩忽职守罪。
9月16日，张玉环及母亲张炳莲、前妻宋小女、儿子张保刚、张保仁、大哥张民强和妹妹张丹玉一同签署了控告信，并于9月17日上午向最高人民检察院、中共中央政法委员会和国家监察委员会三部委寄送。