Kees B. is ook in hoger beroep veroordeeld tot 18 jaar en TBS. Een verzoek om cassatie werd in april 2003 door de Hoge Raad verworpen, zodat het vonnis onherroepelijk is geworden.
In augustus 2004 krijgt de zaak alsnog een nieuwe wending. Geheel onverwacht wordt door ene Wik H. uit Hoek van Holland een bekennende verklaring in de zaak-Nienke Kleiss afgelegd. Deze 25-jarige man wordt op dat moment gehoord vanwege twee gewelddadige zedendelicten in Den Haag, maar tijdens deze verhoren bekent hij plotseling dat niet Kees B. maar hij Nienke Kleiss heeft vermoord.
Er wordt een nieuw onderzoek gestart, waarbij opnieuw een aantal fouten van de politie aan het licht komt. Zo blijken twee bekenden van Wik H. de politie al direct na de moord op Wik H. te hebben gewezen. Ook zijn er tenminste vier mensen die hem een aantal minuten voor het misdrijf in de buurt van het plaats delict hebben gezien. Met deze aanwijzingen heeft de politie toentertijd echter niets gedaan.
Het onderzoek naar de moord op het Schiedamse meisje wordt heropend. Uit DNA-onderzoek dat vervolgens plaatsvindt blijkt dat het mannelijk DNA onder Nienke’s nagels van Wik H. te zijn. Op 10 december 2004 wordt Kees B. dan ook eindelijk op vrije voeten gesteld en enkele maanden later wordt hij door de Hoge Raad definitief vrijgesproken van de moord op Nienke Kleiss; een moord waar hij dus jarenlang onschuldig voor vast zat.
Het hof veroordeelde H. op 22 november 2005 tot achttien jaar gevangenisstraf en tbs voor doodslag op Nienke. Het OM had levenslang geëist, maar ziet in het arrest van het hof geen aanknopingspunten om aan de Hoge Raad voor te leggen.
De rechtbank in Rotterdam veroordeelde H. eerder dit jaar tot twintig jaar gevangenisstraf en tbs.
Advocaat R. Baumgardt verklaarde dat zijn cliënt Wik H. niet naar de Hoge Raad stapt omdat hij berust in het oordeel van het gerechtshof. Het enige waar H. het niet mee eens is, is het advies van het hof om de tbs-behandeling pas te laten ingaan nadat hij twee derde van zijn straf heeft uitgezeten.
Overigens zal Justitie in Rotterdam zal de politiemensen die Kees B. als verdachte van de Schiedammer Parkmoord ondervroegen, niet vervolgen. Hoofdofficier van Justitie Van Brummen liet dat weten aan de advocaten van de ten onrechte veroordeelde man. De advocaten van B. deden in januari 2005 aangifte tegen de verhorende agenten. Volgens Van Brummen is uit het onderzoek van de commissie-Posthumus gebleken dat van „ontoelaatbare druk geen sprake is geweest tijdens de verhoren”. Die commissie onderzocht de handelingen van justitie en politie in het onderzoek naar de moord.
