ระหว่างพิจารณา นางสาวิตรี วงศ์ศรีชา และนายอนามัย วงศ์ศรีชา ผู้เสียหายทั้งสองยื่นคำร้องขอเข้าเป็นโจทก์ร่วม ศาลชั้นต้นอนุญาตให้เป็นโจทก์ร่วมเฉพาะข้อหาฆ่าผู้อื่น ข้อหาพรากเด็ก และข้อหาทอดทิ้งเด็ก และโจทก์ร่วมทั้งสองขอให้จำเลยทั้งสองชดใช้ค่าสินไหมทดแทนเป็นค่าปลงศพ และค่าขาดไร้อุปการะ

ศาลชั้นต้นพิพากษาว่า จำเลยที่ 1 มีความผิดฐานกระทำโดยประมาทเป็นเหตุให้ผู้อื่นถึงแก่ความตาย จำคุก 10 ปี และฐานพรากเด็กอายุไม่เกิน 15 ปี จำคุก 10 ปี รวมจำคุก 20 ปี ข้อหาอื่นให้ยก ส่วนจำเลยที่ 2 ให้ยกฟ้อง และให้จำเลยที่ 1 ชดใช้ค่าสินไหมทดแทนแก่โจทก์ร่วมที่ 2

โจทก์ โจทก์ร่วมทั้งสอง และจำเลยที่ 1 อุทธรณ์

ศาลอุทธรณ์ภาค 4 พิจารณาพยานหลักฐานในสำนวนคดีแล้ว มีความเห็นโดยสรุปว่า การปฏิบัติหน้าที่ของเจ้าหน้าที่ตำรวจในคดีนี้เป็นการรวบรวมพยานหลักฐานไปตามอำนาจหน้าที่อย่างตรงไปตรงมา ไม่มีเหตุให้ระแวงสงสัยว่ามีการปั้นแต่งพยานหลักฐานเท็จเพื่อใส่ร้ายผู้ใดโดยไม่มีมูลความจริง

แม้ไม่มีประจักษ์พยานมาเบิกความ แต่เมื่อพิจารณาจากพฤติการณ์แวดล้อมคดีใกล้ชิดกับเวลาและสถานที่เกิดเหตุแล้ว เชื่อว่า ผู้ตายไม่อาจเดินไปบนยอดเขาภูเหล็กไฟที่พบศพได้ด้วยตนเองเป็นแน่ และไม่ได้ถอดเสื้อและกางเกงของตนเองออก แต่มีคนร้ายพาตัวผู้ตายขึ้นไปบนเขาภูเหล็กไฟ และตัดผมผู้ตาย รวมถึงถอดเสื้อผ้าและกางเกงของผู้ตายออกเพื่ออำพรางคดี

เมื่อพิจารณาประกอบกับการที่มีพยานแวดล้อม เห็นจำเลยที่ 1 อยู่ใกล้ที่เกิดเหตุ อีกทั้งพยานหลักฐานที่ได้รับการตรวจพิสูจน์ด้วยวิธีการที่น่าเชื่อถือทางวิทยาศาสตร์ ยังบ่งชี้ว่า รอยตัดเส้นผม หรือเส้นขน ที่อยู่ในรถยนต์ของจำเลยที่ 1 มีองศาเดียวกันกับรอยตัดเส้นผมหรือเส้นขน บริเวณที่พบศพผู้ตาย คือ มีรอยเฉียง 26 องศา เท่ากัน รวมถึงครอบครัวของโจทก์ร่วมทั้งสองกับจำเลยทั้งสองเคยมีสาเหตุไม่พอใจกันมาก่อน

ประกอบกับพยานหลักฐานอื่น ๆ จึงฟังได้ว่า จำเลยที่ 1 มีเจตนาฆ่าผู้ตายโดยเล็งเห็นผล พยานหลักฐานที่จำเลยที่ 1 นำสืบมามีพิรุธหลายประการ ข้อต่อสู้ของจำเลยที่ 1 ยังไม่เพียงพอให้รับฟังหักล้างพยานโจทก์และโจทก์ร่วมทั้งสอง ส่วนจำเลยที่ 2 พยานหลักฐานที่โจทก์นำสืบมายังมีข้อสงสัยตามสมควร ให้ยกฟ้อง

พิพากษาแก้เป็นว่า จำเลยที่ 1 มีความผิดฐานฆ่าผู้อื่นตายโดยเจตนา ฐานทอดทิ้งเด็กเป็นเหตุให้เด็กที่ถูกทอดทิ้งถึงแก่ความตาย ฐานพรากเด็ก และฐานร่วมกันกระทำการใด ๆ แก่ศพหรือสภาพแวดล้อมในบริเวณที่พบศพก่อนการชันสูตรพลิกศพเสร็จสิ้น รวมจำคุก 26 ปี ให้จำเลยที่ 1 ชดใช้ค่าสินไหมทดแทนแก่โจทก์ร่วมที่ 1 เป็นเงิน 1,350,000 บาท และชดใช้ค่าสินไหมทดแทนให้แก่โจทก์ร่วมที่ 2 เป็นเงิน 1,200,000 บาท

อนึ่ง ภายหลังอ่านคำพิพากษาศาลอุทธรณ์ภาค 4 มีการยื่นคำร้องขอให้ปล่อยตัวจำเลยที่ 1 ชั่วคราวระหว่างการใช้สิทธิยื่นฎีกา ศาลจังหวัดมุกดาหารมีคำสั่งให้ส่งศาลฎีกาพิจารณา ซึ่งภายหลังศาลฎีกาพิเคราะห์แล้ว เห็นว่า พฤติการณ์แห่งคดีเป็นเรื่องร้ายแรง กระทบต่อความรู้สึกด้านลบต่อสังคม ทั้งศาลอุทธรณ์ภาค 4 จำคุกจำเลยที่ 1 มีกำหนดถึง 26 ปี นับว่าเป็นโทษสถานหนัก หากได้รับการปล่อยชั่วคราวอาจหลบหนี จึงไม่อนุญาตให้ปล่อยจำเลยที่ 1 ชั่วคราวในระหว่างฎีกา ยกคำร้อง