Được giải đến tòa để làm rõ những khúc mắc trong các đơn kháng cáo, Nguyễn Hải Dương - chủ mưu vụ thảm án - xuất hiện với thân hình gầy rộc. Trước đó, sau khi bị tuyên án tử hình tại phiên tòa sơ thẩm, Dương không làm đơn kháng cáo, mà có nguyện vọng được thi hành án sớm. Về phần gia đình bị hại, ngoài việc kháng cáo xin tăng nặng hình phạt đối với Trần Đình Thoại, họ còn yêu cầu tòa xem xét vai trò của bà Trần Thị Trinh - dì của Nguyễn Hải Dương với nghi vấn bà này có hành vi che giấu tội phạm và không tố giác tội phạm (bà Trinh không có mặt tại tòa do đang nuôi con nhỏ). Luật sư Nguyễn Văn Nam bào chữa cho Tiến đưa ra nhiều luận cứ để chứng minh thân chủ của mình bị Nguyễn Hải Dương ép thực hiện hành vi; bị lừa phỉnh tham gia vụ án vì ban đầu chỉ nghe Dương bàn bạc chứ không tham gia việc lên kế hoạch; khi tham gia thì chỉ nghĩ là đi cướp chứ không trực tiếp giết chết ai; trong lúc gây án đã nhiều lần đòi về nhưng sợ Dương trừ khử... Về phần luật sư Phạm Quốc Hưng khi bào chữa cho bị cáo Thoại cũng cho rằng thân chủ mình không tham gia khi vụ án xảy ra, không tham gia lên kế hoạch…
Khi HĐXX thẩm vấn Dương để làm rõ những luận điểm trên thì Dương cho rằng ban đầu rủ Thoại tham gia là vì thấy Thoại có khả năng làm được (Thoại có lối sống lang bạt, là tay anh chị có số má…). Khi Thoại cùng Dương đến nhà ông Mỹ vào rạng sáng ngày 5.7.2015 nhưng không vào được, quay về thì Dương mới rủ Tiến tham gia. Về phần Tiến, bị cáo cho rằng việc buộc tay 5 trong 6 nạn nhân bị giết, chỉ là buộc cho có chứ không xiết mạnh. Còn các nạn nhân chết là do Dương gây ra. Còn Thoại thì nói anh ta không tham gia giết ai, không cướp tài sản…
Đáp lại những lập luận này, đại diện VKSND Tối cao cho rằng: “Tiến hoàn toàn có cơ hội chạy ra ngoài đường, bỏ về, tri hô… khi Dương giết cháu Vỹ (cháu ông Mỹ) ngay tại cổng. Hoặc khi Dương trèo lên ban công để vào nhà ông Mỹ nhưng Tiến không làm. Dương cũng chỉ dừng lại ở lời nói chứ chưa có hành động nào trực tiếp đe dọa Tiến”. Đối với Thoại, VKS cho rằng, khi nghe Dương trình bày kế hoạch đến nhà ông Mỹ cướp, giết, Thoại còn nói “có tiền không mà lấy”, “thù ai giết người đó chứ sao giết cả nhà”... ngoài ra bị cáo còn mua dao cho Dương. Đối với kháng cáo của gia đình bị hại về vai trò của bà Trần Thị Trinh, đại diện VKS đồng tình với quan điểm của VKSND tỉnh Bình Phước rằng bà Trinh không có dấu hiệu của việc che giấu và không tố giác tội phạm.
Sau khi nghị án, HĐXX đã tuyên bác tất cả kháng cáo, giữ nguyên mức án tử hình với Vũ Văn Tiến và 16 năm tù đối với Trần Đình Thoại.
Có mặt tại phiên tòa, bà Vũ Thị Thi - mẹ của Vũ Văn Tiến đã gục đầu dưới hàng ghế và nghẹn ngào trong nước mắt: “Con dại cái mang. Sáng nay thấy gia đình nhà người ta (bị hại - P.V) lên, vợ chồng tôi và con gái đã quỳ lạy, cầu mong họ tha thứ. Mấy tháng nay, tôi lên thăm nó. Thấy tôi, nó cứ khóc rồi động viên cha mẹ cố gắng giữ sức khỏe. Tôi cũng chạy vạy, vay mượn được 30 triệu rồi nhờ người thân lên nhà anh Mỹ để trao, mong được sẻ chia nỗi đau của gia đình họ nhưng không được chấp thuận. Giờ tôi chỉ trông mong vào trời phật để con mình có được con đường sống mà làm lại cuộc đời”.
