許榮洲無罪定讞的關鍵理由是，
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，他七次自白供述不一，
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，與現場勘查報告及照片不符，
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，並與法醫鑑定結果大不相同。而且，
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，命案現場沾有血掌紋的木條，
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，竟被辦案單位遺失，
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，以致無法比對。
法院指出，
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，許榮洲前後七次自白內容多處歧異，
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，諸如本案有無共犯、如何進入案發現場、如何性侵謝姓女童、如何棄屍、被害女童在案發時的穿著等重要犯罪情節，說詞不一，有重大瑕疵，無法採信。
許榮洲的第一分自白是女童遭姦殺後不久，由黃姓軍事檢察官訊問，當時黃也偵訊江國慶，後來軍事檢察官選擇相信江國慶自白，而不相信許榮洲的自白。
許榮洲以後的自白，辦案人員都是依據黃姓軍事檢察官作的許榮洲第一次自白內容為基礎。但連黃姓軍事檢察官都不相信許榮洲第一次的自白，辦案人員竟依據第一次自白而認定許榮洲是凶手。
調查局一名李姓調查員曾對許榮洲作測謊鑑定，但調查員發現許的背上有三、四條人字型傷痕，許也告訴調查員他被軍方毆打，調查員於是在鑑定報告中寫下許榮洲曾被打。法院看了這分鑑定報告才起疑心，進而判斷許榮洲的自白無法採信。
許榮洲經醫院鑑定，心智年齡約九到十二歲，「在威逼情境下，可輕易獲得其自白」，「甚至虛構的案件要他承認，無須使力，就可獲得他的自白，表達能力顯有欠缺」。
檢方起訴許榮洲最重要的證據，是案發現場廁所窗戶橫隔木條上採獲掌紋，經鑑定與許榮洲相符；但法院認為，這僅能證明許榮洲到過命案發生的廁所，不能僅憑掌紋就認定他是凶手；至於掌紋上是否沾有血跡，調查局和刑事局都無法確認。，