Los magistrados siguen considerando a Tsarnaev culpable, pero dudan sobre si debe ser ejecutado o condenado a cadena perpetua.
"Pero, no se equivoquen: Tsarnaev pasará el resto de sus días encerrado en prisión, pero el asunto que está pendiente es si morirá por ejecución", escribieron los magistrados en su fallo de 224 páginas y al que accedió la agencia EFE.
Una portavoz del fiscal federal Andrew Lelling dijo que su oficina está revisando la decisión y tendrá más que decir "en las próximas semanas".
Para recurrir la condena, la defensa argumentó que el acusado no tuvo un juicio justo porque el proceso se desarrolló en la ciudad de Boston, golpeada por los atentados, y argumentan que el proceso debería haberse celebrado en otra localidad.
En su fallo de hoy, la corte de apelaciones reconoce que el magistrado que dirigió el juicio "se quedo corto" en sus esfuerzos por asegurar un juicio justo y un jurado neutral.
Tsarnaev y su hermano mayor Tamerlan provocaron pánico en Boston el 15 de abril de 2013, cuando detonaron dos bombas caseras en ollas a presión en la línea de meta del maratón.
Tres noches después de los atentados, mientras intentaban huir de Boston, los Tsarnaev dieron muerte a un policía del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) durante una persecución en la que los hermanos lanzaron explosivos, protagonizaron tiroteos y sumieron a Boston y sus alrededores en un toque de queda de 24 horas.
El hermano mayor, Tamerlán, falleció después de haber sido herido por la policía.
La anulación de la pena capital a Tsarnaev se produce justo cuando el gobierno de Donald Trump ha decidido reanudar las ejecuciones a nivel federal después de 16 años en suspenso.
Hace cinco años, la decisión de ejecutar al acusado provocó la condena de grupos como Amnistía Internacional (AI) y de decenas de vecinos de Boston que cuando se dictó sentencia se manifestaron con pancartas en las que podía leerse: "La pena de muerte es asesinato".
Con información de EFE y Reuters