画像や解析結果の誤りなどにより、7月2日にネイチャーに投稿された論文は撤回に追い込まれ、「STAP現象全体の整合性を疑念なく語ることは現在困難」などの著者らのコメントも発表された。撤回理由は調査委員会が調査した疑義や不正認定した2枚の画像に加え、1) レター論文のキメラ胚の写真において、ES細胞由来とSTAP細胞由来の写真がともにSTAP細胞由来のものであったこと、2) アーティクル論文の2倍体キメラ胚の写真に、4倍体キメラ胚の別の写真が使用されていたこと、3) デジタル画像処理によるものを「長時間露光」と誤って記載していたこと、4) レター論文のSTAP細胞とES細胞の図において、ラベルが逆になってしまっていたこと、5) 『ドナーマウスと報告されたSTAP幹細胞では遺伝背景と遺伝子挿入部位に説明のつかない齟齬がある。』、の5点があげられている。
論文撤回理由として以下の説明のつかない重大な矛盾があることが報告された。ドナーマウスとSTAP幹細胞では違う染色体にGFP遺伝子が挿入されていた。また、そのGFP遺伝子はドナーマウスはホモ接合であるのに、STAP幹細胞はヘテロ接合であった。
2014年1月30日発表のアーティクル論文では分取できたリンパ球系のSTAP細胞にTCR遺伝子再構成が認められ、培養条件を変えることによりそのSTAP細胞からSTAP幹細胞を樹立できたと報告し、『体細胞の分化状態の記憶を消去し初期化する原理を発見』したとしていた。しかし、プロトコル・エクスチェンジの中で、8クローンのSTAP幹細胞を調査したところ、いずれにおいてもTCR遺伝子再構成が認められなかったことが公表されたことにより、STAP幹細胞が分化した体細胞に由来したと主張する証拠が無いことが判明した。若山照彦はこのことについて、「STAP細胞が出来た重要な証拠の1つである特定の遺伝子の変化について、論文発表前、研究チーム内では『変化がある』と報告され、信じていたが、先週、理化学研究所が発表した文書の中では、変化はなかったと変わっていた」とし「STAP細胞の存在に確信がなくなった」と述べた。3月10日、若山はこの矛盾を始めとして、STAP細胞が3胚葉組織への分化能を持つことを示す画像が博士論文と酷似していた事実を受けて、論文の撤回を呼び掛けた。2014年6月10日、理化学研究所発生・再生科学総合研究センターの自己点検検証委員会（CDB 自己点検検証委員会）は、小保方晴子、丹羽仁史、笹井芳樹が、2014年1月30日のアーティクル論文発表の1年前の2013年1月時点で、STAP幹細胞にTCR遺伝子再構成がなくなっていたという結果を共有していたが、STAP幹細胞にTCR遺伝子再構成がないことを記載せずネイチャーに発表していたことを報告した。
また、LIFと副腎皮質刺激ホルモン（ACTH）を含む培地を用いることにより、多能性と自己複製能を併せ持つ細胞株を得る方法が確立された。これがSTAP幹細胞と呼ばれるものである。STAP幹細胞は胎盤組織への分化能を持たないが、STAP細胞の培養条件を変え、栄養膜幹細胞の作製法と同様にFgf4を含む培地で長期間の接着培養することにより得られた幹細胞（FI幹細胞またはFGF4誘導幹細胞）からは胎盤を誘導することができた。
フィゲイレンセFCのユースではウィングとしてプレーしており、2000年から2002年にかけて57試合で27得点を決めている。2003年にプロデビューし、2004-05シーズンはオランダのAFCアヤックスに移籍した。2005年、スペインのレアル・マドリード・カスティージャに移籍した。2006年、デポルティーボ・ラ・コルーニャに移籍した。スペイン代表のジョアン・カプデビラがいたために先発出場は10試合に限られたが、カプデビラがビジャレアルCFに移籍してからはレギュラーの座を獲得した。2008年6月に5年契約で完全移籍し、2008-09シーズンは38試合すべてにスタメン出場した。2009-10シーズンもレギュラーとして出場していたが、2010年1月23日のアスレティック・ビルバオ戦で相手GKのゴルカ・イライソスと交錯し、右足首を骨折・脱臼する重傷を負った。全治半年の診断が下されたが、ハードなリハビリを重ねて3ヵ月半で復帰を果たし、4月20日に全体練習に復帰し、5月8日のRCDマジョルカ戦で復帰を果たした。チームは11試合未勝利と絶不調だったが、復帰早々チームの決勝点に絡む活躍を見せた。2010年7月23日、アトレティコ・マドリードへの移籍が決まった。移籍金は1350万ユーロ（約15億1200万円）で契約期間は4シーズンとなっている。2014年7月16日、イングランドのチェルシーFCに3年契約で移籍することが決まった。2015年7月23日、アトレティコ・マドリードと合意に達したことを発表した。1年ぶりの復帰となった。プレミアリーグでは適応に苦しみ、わずか1シーズンで古巣のアトレティコ・マドリードへ復帰した。2016年1月18日、ラス・パルマス戦で先制点を挙げて3-0の勝利に貢献している。2018-19シーズンは10月7日と28日のビジャレアル戦、レアル・ソシエダ戦と二試合連続ゴールを記録するなど、リーグ戦通算27試合に出場し、チームのリーグ戦2位フィニッシュに貢献した。2018-19シーズン（2019年6月30日）限りでアトレティコ・マドリードとの契約が満了。1年間の契約延長の可能性も噂されたが、最終的に退団が決定した。2019年7月21日、アトレティコ・マドリードの本拠地ワンダ・メトロポリターノで退団会見を実施した。2019年7月23日、ブラジル・セリエAのフラメンゴへの加入が発表された。背番号は「16」番。