Sprawa była rozpoznawana w Sądzie Apelacyjnym w Szczecinie na skutek apelacji złożonych przez obrońców oskarżonego, którzy zakwestionowali wyrok Sądu Okręgowego w Szczecinie zarzucając mu oprócz licznych błędów proceduralnych, naruszenie prawa do obrony oskarżonego, wadliwe uznanie przez Sąd za wiarygodny dowód z opinii DNA i błędną ocenę dowodów zgromadzonych w postępowaniu.

Prokurator Apelacyjny w Szczecinie wniósł o nieuwzględnienie obu apelacji uznając je za merytorycznie niezasadne a zapadły w sprawie wyrok Sądu Okręgowego w Szczecinie za słuszny. Stanowisko prokuratora podzielili występujący w charakterze oskarżycieli posiłkowych rodzice dziewczynki.

Sąd Apelacyjny w Szczecinie utrzymując w mocy wyrok, zaaprobował karę dożywotniego pozbawienia wolności wymierzoną przez Sąd Okręgowy w Szczecinie oskarżonemu Mariuszowi S., jako jedyną adekwatną do stopnia społecznej szkodliwości czynu i winy oskarżonego.