Ngay lập tức, các cảnh sát tư pháp cũng bật dậy lao theo nhưng không tóm được người này. Tuy nhiên, do tay Trẻ vẫn bị còng chặt, hai chân mang dép lê, không có độ ma sát vào gờ tường nên cú "phi thân" bị thất bại. Trong chốc lát, đội ngũ cảnh sát, bảo vệ tòa... đã lôi được Lê Nguyên Trẻ ra khỏi thành cửa sổ và thay đổi biện pháp còng chân theo lệnh của chủ tọa.
Sau đó, trong suốt thời gian diễn ra phiên xét xử, Trẻ đã được cảnh sát "chăm sóc đặc biệt". Các thẩm phán khuyên nhủ rằng dù tại phiên tòa này bị cáo không được giảm án nhưng Trẻ vẫn còn quyền làm đơn gửi Chủ tịch nước xin tha tội chết.
Cũng như tại phiên tòa sơ thẩm, Trẻ khai nhận toàn bộ hành vi phạm tội của mình. Trả lời HĐXX về lý do xin giảm án, bị cáo này chỉ nói: "thấy được kháng cáo thì cứ làm đơn xin giảm án thôi".
Kết thúc phiên xét xử, tòa Phúc thẩm TAND Tối cao tại TP HCM đã giữ nguyên án sơ thẩm, tuyên phạt Lê Nguyên Trẻ mức án tử hình về các tội "giết người" và "cướp tài sản".
Theo tòa, hành vi phạm tội của Trẻ là dã man, vô cùng nguy hiểm, coi thường tính mạng của người khác, phạm vào rất nhiều tội nghiêm trọng: "giết nhiều người", "giết người sau đó thực hiện một tội nghiêm trọng khác"... nên cần phải xử nghiêm mới có tính răn đe.
Lực lượng dẫn giải buộc phải "bế" Trẻ rời tòa vì chân bị cáo này đã bị còng chặt
Theo án sơ thẩm, do cần tiền tiêu xài, Lê Nguyên Trẻ nảy sinh ý định giết chị Nguyễn Thị Hiền (22 tuổi) thuê phòng trọ kế bên để cướp tài sản nên đã chuẩn bị dây, găng tay... chờ cơ hội ra tay.
Ngày 9/8/2008, Trẻ vờ đi ngang qua phòng Hiền thì thấy Hiền đang ngồi nói chuyện cùng một người bạn nên bỏ về. Chiều hôm đó, chờ mọi người trong khu nhà trọ đi làm hết, Trẻ tiếp tục lẻn sang phòng Hiền để gây án. Tại đây, Trẻ xuống tay sát hại tàn bạo bằng cách cắt cổ nạn nhân rồi xách dao xuống nhà vệ sinh thực hiện tội ác tương tự với cô gái còn lại.
Trước khi bỏ trốn, Trẻ đã lấy đi một số tài sản của các nạn nhân. 3 ngày sau, hung thủ trở về và nhờ người cô gọi công an đến bắt giữ mình
