湯英伸事件發生後，因涉及原住民遭到漢族欺壓、歧視和剝削等敏感問題，引發外界對原住民權益的重視，以時任天主教花蓮教區單國璽主教為首的社會各界也紛紛聲援湯英伸，並向先總統蔣經國請願，希望「槍下留人」，但最後仍判處死刑。據悉，湯英伸執行槍決時，堅決不願打麻藥，並說「我罪有應得，必須承受這個痛」。
由於本案的犯行明確，比起討論湯英伸的行為是否合於殺人罪的要件，法院花較多篇幅探討量刑層次。一審法院認為，湯英伸出自窮鄉僻壤，無法適應都市生活，為索回身分證犯下重罪，雖有可憫之處，但法院話鋒一轉，但被害人平常待他不薄，被告竟下狠手殺害僱主及幼女，足見其性情乖張且手段殘酷，應判處死刑與社會永久隔離。
湯英伸的律師嘗試提出2個抗辯減刑，第一是被告是自行投案，應適用刑法自首減刑的規定減刑；第二，湯英伸於案發時有喝酒，應鑑定其行凶時之精神狀況才能決定量刑額度。但二審法院否定上述主張，認定湯英伸到案前，員警已接獲報案，並不符自首要件；其次，湯英伸犯後曾清洗血跡，並找回身分證，顯然未陷於精神耗弱。
事後，最高法院雖一度發回更審，但更審程序交由三軍總醫院鑑定後，認為湯英伸在壓力下易感到緊張，自我控制力也有問題，然而他行凶當下並未有任何精神耗弱的現象，最後判處死刑定讞。1987年5月15日，法務部批准執行槍決，湯英伸成為台灣最年輕死刑犯；槍決時，他拒絕法醫施打麻醉藥，因為「自己罪有應得，必須接這個刑痛」。
