开庭前，赵运恒申请目击李某某求救的三名证人和13名办案警察出庭作证，申请法庭调取未随卷移送的审讯录像与笔录、太原市第一看守所与赵黎平同监羁押人员的证言等，还申请法院启动非法证据排除。

　　2017年2月22日至23日，山西高院二审公开开庭审理此案，法院同意赵运恒的部分请求，启动了非法证据排除程序，允许证人李某及两名办案警察出庭。但法院始终没答复是否有必要调取律师申请的其他证据。

　　赵运恒对财新记者表示，他在庭审中提出三方面辩护意见：一方面，原审判决引用的赵黎平庭前供述有疲劳审讯、所外提审之嫌，审讯期间有多次使用手铐压入其手腕的刑讯行为，依法应当排除，不能作为定案根据。赵运恒在法庭上说，侦查人员把赵黎平送入看守所后，又以所外辨认名义将其带到公安局讯问13小时，脱离看守所监管，赵黎平说自己在这一过程中手腕受伤，手腕伤情仍在。

　　两名出庭作证侦查人员对此解释称，办案过程中，赵黎平接受首次讯问时身体正常，公安机关保证了赵黎平吃饭、上厕所、休息等基本权利，赵黎平在侦查人员出示证据后做了部分有罪供述，侦查人员始终依法讯问赵黎平，没有刑讯逼供。侦查人员还播放了赤峰市公安局办案中心的首次讯问录音录像为证。

　　侦查人员还称，赵黎平上诉状中提出的2015年3月22日羁押入赤峰市松山区看守所时，赵黎平体表检查见左第四、第五掌骨处瘀青，右小腿有陈旧伤，其他未见异常。2016年4月6日羁押入太原市第一看守所时体表未见明显异常。

　　山西高院二审开庭审理后认为，侦查人员不存在采用刑讯或变相刑讯等非法手段取证的行为，赵黎平在侦查阶段所作13次有罪供述取得合法，辨认现场笔录、证人证言收集合法，公安机关对提取的可能与案件有关的物证均按规定送检、鉴定，相关证据已附卷并随案移送，对不能提取、无条件提取，不具备鉴定条件，无鉴定结果的证据已作相关说明，不存在伪造、隐匿证据的情况，本案全部证据均来源合法、形式完备、内容真实，可以作为定案证据。

　　另一方面，赵运恒提出，侦查人员出具的部分关键证据系非法取得，不能作为定案根据。

　　赵运恒对比证人书面证言并在庭前取证后发现，三名目击证人于某、宋某、李某在案发当晚的原始证言中均一致证实作案人40岁左右、身高一米六到一米六五、赤峰本地口音等，这与赵黎平的体貌特征相去甚远，无法吻合。另据赵运恒介绍，他曾在二审开庭前去赤峰取证并拍摄录像，证人李某坚称案发当晚天黑，无法判断高速路两个车道之外的奥迪车内是否有别人。而二审开庭时，李某出庭作证则称他看到奥迪车上除了下车男子以外没有其他人。

　　对此，山西高院认为，三名证人对每次询问笔录均核对确认，证人由于认知、记忆、表达等因素，多次作证内容不完全相同，存在补充、修正等情形，符合言词证据的特点，对于修正的证据，李某二审当庭的证言与其庭前证言一致，因此，侦查人员询问合法。

　　山西高院称，该案中的其他定案证据均经一审举证、质证，公安机关依法全面收集与案件事实有关的证据，对具备鉴定条件的证据均按照相关规定予以送检，无证据显示侦查人员存在伪造、隐匿证据的情形。本案全部定案证据均具有合法性、客观性、关联性。

　　赵黎平的辩护律师还提出，该案无法排除第三人作案或本案属于共同作案的可能，控方证据无法证明赵黎平的杀人动机，一审判决以李某某与赵黎平两段电话录音为证据证实赵黎平存在杀人动机，系主观臆断。

　　据赵运恒分析，排除赵黎平被疲劳审讯、所外提审、刑讯逼供所得的有罪供述后，大量监控镜头和证人甚至追击的警察均证实无法看清奥迪车里有没有另外一人， “退一步说，至少存在赵黎平和第三人共同作案的可能性。根据死刑案件的证据证明标准，死刑案件必须查明有无共同犯罪，以及共同犯罪人的各自地位、作用。”他说。

　　山西高院经审理认为，虽然赵黎平在侦查阶段后期及庭审中翻供称犯罪系李某某前男友所为，有直接证据证明赵黎平一人实施故意杀人犯罪。110报警录音、证人宋某手机中的影音文件和证人李某等人的证言，李某某生前多次求救时均陈述赵黎平要枪杀她，从未提及第三人作案，目击证人李某和王某乐也能证明，奥迪车上出了持枪下车的男子外没有其他人。此外，有大量客观证据证明赵黎平与故意杀人事实的关系。

　　综上，二审法院认定赵黎平具备杀害李某某的犯罪动机，在案证据已经形成完整的证据链，足以认定故意杀人事实系赵黎平所为，不存在第三人作案的可能。

　　二审庭审结束后第四天，2017年2月27日，山西高院公开宣判，裁定驳回赵黎平上诉、维持原判。彼时，66岁的赵黎平还没来得及一页页签完二审庭审笔录，法院也没要求律师提交书面辩护词，裁判到来之快，令赵黎平颇感意外。

　　根据刑诉法规定，高级法院判处死刑的二审案件应当报请最高法院核准。财新记者了解，赵黎平案目前已报请最高法院核准，最高法院刑五庭法官负责承办。