判決は、遠藤の自白についても、目撃したトラックが冷凍車ではなかったという第一発見者の検面調書（上記参照）についても、検問所で遠藤車と後続トラックが入れ違いになったという検問記録（上記参照）についても、そのすべてに証拠能力を認めた（これについて弁護側は、検問に無関係な警官の証言〈上記参照〉を考慮した認定であり、明白な伝聞証拠禁止原則違反である、と抗議している）。第一発見者が目撃したのは遠藤車ではなくその後続車である、との弁護側の主張は、その証言にすれ違ったトラックが一台しか登場しないことから退けられた（これについて弁護側は、遠藤車は第一発見者が妻と荷物を降ろしている間にその車とすれ違った、と主張している）。トラック運転手の供述の時間的不自然さについても、数値の取りようによっては不合理ではない、とされた。弁護側が遠藤の無実の証明であるとした、バス運転手の証言については、運転手が目撃したのは被害者の遺体であるとする検察側の主張は退けられた。判決は、バス運転手が生存中の被害者を見たと認定したが、それとほぼ同時刻に遠藤車が現場を通過したとするならば、遠藤が被害者を目撃していないのは不自然である、とした（これについて弁護側は、酩酊状態の被害者であっても、30秒間に現場までの20メートルを移動するのは不可能ではない、と反論している）。そして、そもそもバスとすれちがったのが電飾看板付近（すなわち、現場からいわき市方面およそ130メートル地点）であったという遠藤の供述に信用性がなく、遠藤車とバスとの正確なすれ違い地点は、現場よりさらに新潟市方面の地点であったと認定した（すれ違い地点が現場よりいわき市方面であった点については、検察側すら争っていなかった）。この認定により判決は、バス運転手は生存中の被害者を目撃した後で遠藤車とすれ違い、その後に遠藤車は現場を通過したのであるから、遠藤のアリバイは成立しない、とした。
検察側と弁護側で意見の割れた血痕鑑定の結果については、一審判決は桂鑑定を全面的に採用した。船尾鑑定については、試料の古さに対する配慮が乏しく「検査を安易に進めた節の窺える」としてこれを排斥している（これについて弁護側は、2-3万倍もの鋭敏度を誇るフェノールフタレイン反応試験が、陰性となるまでに高度に希釈されていたとは、船尾鑑定書添付写真の色調からみても考えられない、と反論している）。試料の本数の食い違い（上記参照）についても、単なる書類の誤記載であるとして退けた。最終的に判決は、右後輪周辺からの3点の付着物 (1, 2, 5) について、事件との関連を認めている。轢過の様態については、右後輪のみによる轢過とした検察側の主張を否定し、被害者は右前輪で体を轢過された後に右後輪で頭部を轢過されたと認定した。このため、認定と矛盾する右前輪周辺の付着物 (3, 4) については判決では触れず、布目痕 (7, 8) についても事件との関連を否定した。付着物について工学的に疑義を呈した江守鑑定についても、「右後輪のみによる轢過を前提としたものであるうえ、その分析手法もいささか機械工学的なものに偏りすぎている」の一言で退けた。西会津派出所前での検問で付着物が見過ごされたのは不自然である、との弁護側の主張に対しては、深夜に懐中電灯の明かりを頼りに5分程度行われた検問では、付着物が見過ごされたとしても不合理ではない、とした。付着物を見ていないとした遠藤の同僚の証言や、遠藤自身にトラックを岩沼署まで運ばせた不自然さについての弁護側の主張は、判決では触れられなかった。
廃藩置県があった同じ日、岩倉は外務卿（外務省の長官）に就任している。さらに7月には太政大臣が新設されて三条実美が就任したので岩倉が右大臣を兼務した。外務卿になった岩倉には「条約改正」という難題が迫っていた。かつて徳川幕府が結んだ不平等条約・日米修好通商条約は条約改正についての両国間の交渉は1872年7月1日までできないとするとしており、それがもうじき切れるところであった。しかし今交渉してもアメリカ側が日本の法律・諸制度が依然として「万国公法」に準拠していないことを理由に不平等条約を維持しようとするのは目に見えていた。そこで欧米に使節団を送り、日本が依然文明開化していないことを欧米に伝え、それらの国々で近代化の様子を視察させてもらい帰国後それらを日本に導入し、文明開化を成し遂げた段階で条約交渉をしてほしいと要請して条約改正交渉を引き延ばすことが政府方針として決まった。大隈重信らは国書の原案で延期の期限を3年としたが、岩倉は無期限とすべきとしたので国書には期限は設けられなかった。使節団には外務卿である岩倉自らが特命全権大使として参加し、参議・木戸孝允や大蔵卿・大久保利通、工部大輔・伊藤博文らを副使として伴い、明治4年（1871年）11月に横浜港をたち、1年10か月にわたり欧米諸国を巡り、各国元首と面会して国書を手渡したが、条約改正の糸口はつかめなかった。この旅の中で岩倉は各国で激しいカルチャーショックを受けた。アメリカは岩倉の想像をはるかに超えており、よほど衝撃的だったようで三条に宛てた書状にも「殷富を進むるにおいて意想の外を出るに驚嘆」とまで称している。さらにその原因は鉄道にあるとし、日本の繁栄も鉄道にかかっており日本の東西を結ぶ鉄道の設置が急務とする。岩倉が帰国後日本鉄道会社の設立に積極的に携わったのもそのためである。またイギリスでは日本では考えられない工業技術に圧倒された。特に工場で生産されるのは、道具や武器だけに留まらず、チョコレートやビスケットなどの身近な食料すら大量生産され、自国での消費だけでなく、世界各地に輸出されているという状況には驚嘆した。もはや条約改正どころではなく使節団は各国への留学が主要目的となった。ちなみに、岩倉は明治4年（1871年）8月に断髪令が出た後も髷は日本人の魂であると考え、落とすことを拒んでいた。そのため訪米時も髷と和服姿であったが、アメリカに留学していた子の岩倉具定らに説得され、シカゴで断髪している。