כאמור, פרקליטיו של אזריה הודיע כי בכוונתם להגיש ערעור על ההרשעה. לצורך כך צורף לצוות ההגנה עורך הדין יורם שפטל, שבעבר הצליח להפוך את הרשעתו של ג'ון דמיאניוק, שנחשד כפושע המלחמה שכונה "איוואן האיום", ממחנה ההשמדה טרבלינקה. שפטל הביע במהלך הפרשה תמיכה גדולה באזריה, ותקף בחריפות את העמדתו לדין.
עו"ד אילן כ"ץ מסר כי "מדובר בהכרעת דין קשה, שדחתה את כל טענות ההגנה, אנחנו נצטרך ללמוד את הכרעת הדין. אנחנו מכבדים את בית הדין הצבאי ונשמיע את הביקורת במקומות הנכונים. אין לי ספק שלאור קביעות שכבר על פניהן נראו לנו שאינן תואמות את חומר הראיות, אנחנו נגיש ערעור. ביקשנו שהטיעונים לעונש ישמעו בזמן הקרוב ביותר, כדי לא להפסיד זמן". עו"ד אייל בסרגליק הוסיף כי "הכרעת הדין קשה. חשנו במהלך הדיונים על עוינות רבתי כלפי אלאור, וראינו אותה כעת. הראיות מצביעות על משהו אחר לגמרי. נגיש עליו ערעור, זה יום מצער".
ברקע נמצאות קריאותיהם של חברי כנסת להעניק לאזריה חנינה או לקבוע כי העונש שיוטל עליו הוא המעצר שריצה עד כה. אלא שיש לציין כי במידה ויירצה עונש מאסר, הזמן בו שהה אזריה במעצר פתוח בבסיס צבאי לא ייחשב כחלק מהעונש שיינתן לו.