רוב טענותיו של שמואל בערעור על הכרעת הדין נגעו למהימנות המתלוננות, כאשר אחת הטענות המרכזיות הייתה שהעדויות מבוססות על "זיכרונות מודחקים", וכי נוכח חלוף הזמן ו"זיהום החקירה", קיים "חשש כבד" שהמתלוננות "משחזרות ובונות תמונה שאינה אמיתית" ולא ניתן לסמוך על עדויותיהן.
השופטים יצחק עמית, ג'ורג' קרא ועופר גרוסקופף דחו את הערעור, לאחר שקבעו כי "הראיות שהוצגו לחובתו הן רבות ואיכותיות. בית המשפט קמא נתן אמון בדבריהן של שבע המתלוננות, ולא בכדי. תוכן העדויות מצטלב באופן שמחזק את דבריהן, ולכך הצטרפו עדויות תומכות וראיות נוספות, אשר מוכיחות את אשמתו של המערער".
השופט גרוסקופף רמז כי החמירו עם שמואל במיוחד, זאת על רקע התעקשותו כי קורבנותיו ישחזרו במדויק בבית המשפט את המעשים שהוא ביצע בהן על פי כתב האישום. "מעשיו של המערער מזעזעים כל מי שנפש אנוש בריאה בקרבו בשל חומרת עבירות המין, ריבוי הקורבנות, גילן הצעיר, ניצול תמימותן, קירבתן וחיבתן למערער, ועוצמת הפגיעה שנגרמה להן. מזעזע גם סירובו של המערער ליטול אחריות למעשיו אף לאחר שנחשפו, והתעקשותו על כך שקורבנותיו ישחזרו את המעשים שעשה בהן בעדותן בבית המשפט. אכן, זכותו של נאשם לעמוד על חפותו, אך חובתנו אנו לגמול לו כגמולו משהוכחה אשמתו מעבר לכל ספק סביר. בנסיבות אלה גזר הדין שנפסק למערער – 27 שנות מאסר בפועל ופיצוי הקורבנות בהיקף כולל של 940 אלף ₪ – הוא אומנם קשה וחריג, ואולם הוא הולם וראוי למידת מעשיו השפלים של המערער".
התרעות פיקוד העורף