Saken ble anket videre til lagmannsretten. Ekteparet Orderud og Kristin Kirkemo anket skyldspørsmålet etter eget ønske og hevdet de var uskyldig dømt. Grønnerød anket derimot ikke. Det meste av hans straff var allerede sonet i varetekt, og han ønsket å bli ferdig med saken. Derimot valgte påtalemyndigheten å anke Grønnerøds straffeutmåling fordi den mente at dommen hans var for mild. Behandlingen startet i Eidsivating lagmannsrett 14. januar 2002, og dom ble avsagt 5. april 2002.