2019年（令和元年）6月10日に東京高等裁判所（大熊一之裁判長）で控訴審初公判が開かれ、弁護人は改めて被告人の責任能力を争う構えを示した。同日は第一審公判前に精神鑑定を実施した精神科医が証人として出廷し、裁判官からの証人尋問で「事件前に被告人が統合失調症を発症していたのは間違いない。現在事件について話せないのはその病状が悪化しているためだ」と述べた。このほか精神科医は「犯行当時、被告人は妄想があった可能性がある。また、第一審の際は精神鑑定のため面会することができたが今は面会できない」と述べたほか、拘置所内で被告人が弁護人に「無期懲役にならないのか？」などと述べたことを明かした。被告人は開廷前に「ヘリコプターで降りてきた」などとスペイン語で意味不明な発言を繰り返した一方、公判中は問いかけられても一切言葉を発しなかった。2019年8月1日に第2回公判が開かれたが、被告人質問で被告人は事件と無関係な発言など意味不明な回答を繰り返したほか、被害者遺族の代理人弁護士・高橋正人から被害者への謝罪の意思を問われると「なぜだ。日本が私に謝るべきだ」と発言した。控訴審は第3回公判（2019年9月10日）で結審し、同日の最終弁論で弁護人が「被告人は心神喪失状態で刑事責任能力を問えず訴訟能力もない状態だ。無罪を言い渡すか公判手続きを停止すべきだ」と主張した一方、東京高等検察庁は控訴棄却（死刑判決支持）を求めた。控訴審判決は2019年12月5日に言い渡される。
第3の事件で妻子を失った被害者遺族の男性は、閉廷後の記者会見で、「当然の結果だと思い安心した。妻や娘に報告したい」、「父親として家族に最低限のことができたと思う」と語った一方で、「被告人からは謝罪もないので、怒りと憎しみが変わらずある」とコメントした。裁判員の1人は閉廷後の記者会見で、「事件当時の被告人の精神状態について判断は難しかったが、裁判官・裁判員の全員で1つ1つの証拠について協議し、客観的に判断した」「この事件を防ぐことはできなかったのか、警察など関係機関が反省すべき点はあると思う」とコメントした。また別の裁判員は、「被告人は事件当時、正常な判断ができていたと思う。被害者遺族に謝罪してほしかったというのが率直な思いだ」とコメントした。第3の事件で犠牲になった当時小学生の姉妹が通っていた熊谷市立石原小学校の校長は、2015年4月に赴任してわずか5か月後、教え子2人を事件で失った。校長は、『埼玉新聞』の取材に対し、「本校の子ども2人の尊い命が奪われたという事実は変わらない。改めてご冥福をお祈りしたい」と語った。被告人の弁護人を務めた弁護士・村木一郎は閉廷後に被告人の完全責任能力を認めたこの判決を「統合失調症が犯行に影響を与えたと認定したにも拘らず完全責任能力を認めるとは滑稽な判決だ」と批判した上で、判決を不服として同日付で東京高等裁判所に控訴する手続きを取った。
2018年3月9日、判決公判が開かれ、さいたま地裁（佐々木直人裁判長）は、検察側の求刑通り、被告人に死刑判決を言い渡した。ペルーでは1979年以降死刑が執行されておらず、通常の殺人事件における死刑制度を廃止している。死刑判決の際は判決主文を後回しにし、判決理由を先に朗読することが多いが、さいたま地裁は同日、死刑判決の主文を後回しにすることなく、冒頭で言い渡した。被告人は、佐々木裁判長から促されて証言台の前に立ち、死刑判決を聞いた。その後、裁判長から着席を促されたが、すぐに動かず、3回目の催促でようやく指示に従った。判決理由で、さいたま地裁は「人命を奪う危険な行為と分かって犯行を行っていたことは明らかだ」として、検察側の主張通り、被告人が犯行当時明確な殺意を有していたことを事実認定した。その上で、現場から検出された唾液と被告人のDNA型が一致したことや、「被害者たちの死亡に直接関与したことが認められる」として、強盗殺人罪3件などの成立についても、いずれも検察側の主張通りに事実認定した。また「車を奪うなど、金品を得るために一貫した行動を取っていた」ことが認められることや、現場で遺体を隠したことなどから、完全な責任能力を認める判断をした。「統合失調症により、被告人は犯行当時、心神喪失の状態だった」として、弁護人側が無罪を主張した点については「精神症状としての妄想が、それぞれの犯行に一定の影響を与えていることは、否定できないが、限定的だ」と指摘し、無罪主張を退けた。
FMEAは1940年代にアメリカ陸軍が正式に導入した。その後、航空宇宙開発の分野では、製造量も少なく費用のかかるロケット技術において、間違いをなくすために使用した。例えばアポロ計画でも使用している。アポロ計画でのHACCPプロセスに適用され、その後、HACCPは食品業界全体に普及した。人間を月に送り、安全に地球に帰還させる方法を開発する際、つまり1960年代にはFMEAを導入する重要な原動力があったわけである。1970年代になると、フォードが、ピントの問題後、安全と規制遵守のためにFMEAを自動車業界に導入した。自動車業界では、FMEAを製造プロセスにも適用し（PFMEA または工程FMEA）、故障を引き起こす恐れのある工程を量産開始前に検討し始めた。FMEAは、1950年ごろのジェット機開発（アメリカ合衆国：グラマン社）の際、操縦システムの信頼性評価のために、最初に使用されたともいわれている。日本では1970年ごろから一般に使われるようになった。FMEAは、最初は軍が発展させた手法である。現在では半導体、食品、 合成樹脂、ソフトウェア、医療健康などを含む各種産業で広く用いている。FMEAはまた、米国自動車工業会（AIAG：Automotive Industry Action Group）の先行製品品質計画（APQP：Advanced Product Quality Planning）のプロセスに取り入れ、製品開発及び製造プロセス設計の際にリスクを低減することに役立てている。APQPでは、製品と製造工程に対する影響（故障）を拾い上げるために、潜在的な原因を考えなければならないことになっている。リスクの度合い（RPNと呼ばれる指標）に基づいて対策しなければならないことを決め、対策した後に再度リスクの度合いを評価する。自動車業界で、ISO 9000の技術仕様を定めたISO TS 16949でFTA、FMEAを参照しており幅広く取り組んでいる。トヨタ自動車ではFMEAを｢故障モードに基づく設計レビュー（DRBFM：Design Review based on Failure Mode）｣をGD³（GDキューブ：良い設計、良いディスカッション、良い観察）の一部として取り入れている。現在、このDRBFMはアメリカ品質協会が対応しており、詳細な手引きを提供している。