最高法院认为，法院应详细审酌监所教化师意见，查明梁男有无矫正可能，而更一审认定梁男涉犯强制性交杀人、强盗杀人罪是想像竞合犯，应以强制性交杀人一罪论处，但最高法院法官认为，应以数罪分论并罚，其次，关于梁男犯罪动机顺序，应厘清他先有性侵犯意再杀人，还是先有杀人犯意再性侵，因此撤销原判决，发回高雄高分院更审。
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梁育志于一、二审均被死刑，最高法院2023年6月撤销发回后，宪法法庭于2024年9月就死刑释宪判决，判处死刑必须合议庭「一致决」，高雄高分院更一审今年1月15日再判梁育志死刑，成为死刑释宪后的判死首例。更一审认为，梁男并非自首，且智能、精神方面都没问题，没有任何减刑的理由。
梁男奸杀马国女大生之前，曾同样在高架铁路下方便道企图性侵另名女大生，但该女大生奋力呼救未让梁男得逞，梁男有前车之鉴后开始精进犯罪计划，他先备妥可以勒死人的「上吊结」，并准备换装衣物，还将犯案地点改成更偏僻的地方，经长期潜伏后锁定落单的马国女大生下手，他先以绳索套颈强行拖到隐密处，不顾女大生挣扎、求饶，仍闷压其口鼻并殴打脸部，致马国女大生血流满面，全身多处受伤，然后强力勒紧绳圈，力道之猛可压碎颈部声带肌肉。
梁男随后性侵女大生致对方下体严重出血，且空气从下体进入心脏后，导致心脏充满空气像个小气球，合议庭认定，女大生跨海来台求学、夜间下课要回家的却魂断异乡，梁男指为私欲而残暴犯行，恶性极为重大，符合宪法法庭113年宪判字第8号判决(死刑释宪)的「犯罪情节最严重之情形」，及《公民与政治权利国际公约》(两公约)所称「情节最重大之罪」。
此外，梁男犯案前与家人同住，有职业大客车驾照且有工作机会，却一心登高而主动离职，还自认「车贷还不出来、生不如死，死前不想留下遗憾，不如试一下刺激的」， 因此犯下本案﹑合议庭认定梁男有「反社会型人格障碍症」个性及倾向难以改变，若服刑期满回归社会，性侵再犯风险高， 难以透过教化降低再犯风险，因此维持死刑判决。不过，全案再上诉后，最高法院昨再撤销发回更审。
