廖男激在法庭動表示，自己失去兒子已是沉重打擊，如今還要背負殺人兇手的指控，對父親而言是「雙倍的傷害」。他辯稱，男嬰頭部的致命傷勢，可能是先前從南投住處椅子上摔落，或是在台中租屋處和室門檻跌倒所致，絕非他抓頭撞擊地面。廖男強調，做筆錄前警察找他抽菸，還說「要他認一認」，他認為被誘導才會認罪，否認犯行。
其辯護律師也緊咬程序漏洞，主張法律規定自白不能作為唯一的證據，且目前檢方指控廖男抓頭撞牆的說法，僅有醫師的推論證詞，現場並無監視器畫面或目擊證人，在證據不足的情況下，國民法官應秉持無罪推定原則，判處廖男無罪。
面對廖男翻供及其律師的辯解，檢方則提出法醫與兒科醫師的專業鑑定進行反擊。檢方指出，男嬰死因為頭部外傷導致顱內出血併發橫紋肌溶解，而事發現場的沙發與門檻高度均不超過45公分，醫學專家認定從此類低處摔落造成嚴重腦傷的機率「不到百萬分之一」，幾乎可以排除意外墜落的可能。檢方更直指廖男在警詢、偵查至審理過程中供詞一變再變，從坦承動用塑膠槌、倒吊到現在全盤否認，顯然是為了脫罪。
檢方強調，廖男不僅對幼子呼巴掌、倒吊，甚至將其塞入狹小木箱罰站長達數小時，期間只能無助地哭喊，導致該處從溫馨的家變成了「吞噬孩子的巨獸」，木箱則淪為男嬰的墳場，廖男的行為早已遠超管教範疇，而是殘忍的凌虐，建請合議庭論以凌虐7歲以下兒童致死罪論處。
