상고 끝에 대법원까지 갔지만 1심에서 3심까지 모두 일관되게 유죄를 선고 받았다.
 

여기서 쟁점이 된 부분은 피해자의 생리대에서 나온 유전자형과 CCTV의 증거 채택 여부였다. 먼저 유전자형에 대해서 강지환 측은 "여성들이 강지환의 물건을 적지 않게 사용하며 집에 머물렀기에 묻었을 가능성이 있다."라는 것이었으나 일반적으로 생리대의 위치나 착용법을 생각하면 상당히 설득력이 부족해서 제대로 받아들여지지 않았다. 두번째로 CCTV의 경우는 먼저 알아 둘 것이 증거로 채택되지 않았다는 게 아예 증거로 받아들이지 않았다는 것이 아니라, 무죄를 증명할 증거로 불충분했다는 것이다. 경찰이 추측하는 범행시간인 20시 30분부터 46분까지 강지환의 행동을 보면 15분에 3층 방에서 나와 피해자가 머무는 2층 복도로 향한 뒤 46분에 다시 2층 거실로 나온 것이 확인된다. 그런데 피해자 측에서 주장하는 범행 장소는 피해자가 머물던 2층 복도에 있는 방이었고 CCTV는 거실과 복도 일부를 비출뿐 방을 비추지 않았으니 경찰의 조사와 피해자의 진술에 대해 자신의 무죄를 입증할 증거로 쓰이기 어려웠다. 강지환 본인은 음주로 인해 행동들이 기억나지 않는다고 진술했던 만큼 그 상황을 대변하기 위해 CCTV가 무언가 결정적인 역할을 해야했는데 무죄를 입증하기에는 너무 부족했다.

성폭행을 당한 피해자들이 어떻게 속옷만 입고 자유롭게 집에서 돌아다니냐는 것이 강지환의 무죄를 주장하는 커뮤니티에서 나오는 의견인데, 문제는 해당 시간이 범행 시간보다 이르다. 피해자들이 CCTV에 찍히며 활보한 시간대는 경찰이 추측하는 범행 시간대에 비해 30분 이상 더 빠르기에 이를 토대로 범행을 하지 않았다고 주장할 수 없다. 사건이 일어나기 전에 피해자들이 어떤 행동을 했는지는 범행 여부와 전혀 관련이 없기에 무죄 입증의 증거가 될 수 없다. 우발적으로 일어나는 성범죄에 관해서는 더욱 그렇다. 그런데 세간에서는 사건 발생 이후에 피해자들이 자유롭게 집을 활보한 것으로 착각하고 있기에 강지환 측이 무고를 당한 것이라 본다.


같은 맥락으로 위 항목의 카톡 내용 역시 범행 시간과는 크게 동떨어져있고 오히려 이후 주고받은 카톡 내용이 범행과 관련해 더 자연스럽다고 재판정은 판단했다.

이렇듯 강지환이 주장한 내용들은 무죄입증의 결정적인 역할을 하기에는 부족하거나 허점이 있었는데다 체포 직후 자신의 혐의를 인정하기도 했는 데 비해, 피해자 측의 강지환에 대한 설명을 비롯한 사건 진술이 일관된데다 유전자형 검출이라는 결정적인 증거까지 나왔으니 유죄 판결을 피하기 어려웠다.