反对

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知觉

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致命性注射的反对者们认为，注射的实行并非全无痛苦。他们坚称，戊硫代巴比妥可能失效，导致被处刑者在有意识的状态下十分不舒服地死去，但却无法表达他们的痛苦，因为已经因巴夫龙而肌肉麻痹了。他们指出这样一个事实：戊硫代巴比妥通常不用于长时间的外科手术，因为它药效发作（和消退）过快。在巴比妥酸盐之后是巴夫龙。反对者们争辩说，巴夫龙不仅稀释了麻醉剂的效果，而且（因为已经肌肉麻痹），阻止了被处刑者表达他们的痛苦。额外的问题还包括，被处刑者被注射的药物是否剂量得当，因为巴比妥酸盐向全身扩散的速度极快。[24]

同时，反对者们认为，具体操作上也会有问题。因为注射麻醉剂的人缺乏麻醉方面的专业技术，无法导致知觉丧失的风险大大增加。作为对这个问题的回应，杰伊·查普曼，致命性注射的创造者，说：“当我们创造这种方式的时候，负责注射的从来不是像今天这样彻头彻尾的白痴。”[25] 不仅如此，他们主张硫喷妥钠的用量需要因人而异，而不是限制于一个既定的标准。而且，远程操作可能让进入血管的药量不足。[24]硫喷妥钠的被稀释或注射过程中不当的操作，会让被处刑者经历极度痛苦的死亡：因为巴夫龙引来的肌肉麻痹所导致的窒息感，以及氯化钾所带来的强烈灼烧感。[24]对现行方式反对的人主张，规定的程序只是创造了一个无痛和安宁死亡的表象，而非真正提供。

药剂的种类

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反注射死刑人士认为，死刑可以利用大剂量巴比妥完全无痛地执行。基于此逻辑，其他任何化学药品的运用都是完全多余的，只会带来处决过程中增加痛苦的风险。也可以注射一种强力而快速发作的麻醉剂，比如芬太尼。当硫喷妥钠这种通常用于动物安乐死的药剂被运用过量时，它将迅速地导致意识丧失，接着是呼吸衰竭，因为横膈膜的麻痹和肺功能的崩溃。药物之后将阻止心脏的活动，并带来死亡。

研究

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2005年，迈阿密大学的研究者们，和一位为死囚们作辩护的律师合作，在医学杂志柳叶刀上发表了研究文章。这篇文章提到了关于德克萨斯和迈阿密的死刑执行准则，显示了执行者们并未受过麻醉训练，药剂是被远程注射，并不监控麻醉情况，不记录资料，也不进行同行评议。他们对亚利桑那州、佐治亚州、北卡罗来纳州和南卡罗来纳州的死刑执行情况做的毒理学分析，显示在49名死囚中，43名（88%）死后血液中的巴比妥酸盐浓度低于外科上的要求；处决过程中，21个人（43%）有意识。这导致作者得出结论说，很有可能其中一部分死囚在处决过程中有清醒的意识并忍受着极度的疼痛。作者将其归咎于执行者的不专业以及执行过程中缺乏监测，而并未具体提出应当如何改进执行准则。然而，作者这样结尾：“因为伦理问题，医生被禁止参与执行准则的拟定。因此，无法保证麻醉是有效的。所以为防止不必要的残忍和痛苦，应当让公众再评论致命性注射，并将其暂时停止。”

持不同观点的职业专家顾问们都找到了机会来批评这篇文章。在杂志首发之后，三封给编辑的信以及作者的答复拓展了分析空间。争论的主要问题，是硫喷妥钠其他许多脂溶性药物一样，会在人体死亡后被从血液再分配到组织中，这到底是增加还是降低了血液中的药物浓度。因为对人死后的药物动力学缺乏同行评议或科学的数据，对致命性注射的争论仍在继续，所以许多对致命性注射的法律质疑并未利用这篇文章。

残忍性及不寻常

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在一些时候，往静脉内插入针头可能有难度，有时候需要半个或一个小时来找到一根合适的血管。反对者们认为，当插入针头需要过多的时间时，就同等于一种残忍和不寻常的刑罚。而且，也有对药剂有不利反应，或在执行过程中有不必要的延迟的情况。[26]如2006年12月13日在佛罗里达发生的情况，标准剂量的药物并未成功处决Ángel Nieves Díaz。[27]致命剂量的药物注射后，迪亚斯35分钟后仍没死，需要第二次注射药物来完成处决。一开始，监狱发言人否认迪亚斯曾经忍受痛苦，并申明第二针是因为迪亚斯患有某种肝病。在进行了尸体解剖后，验尸员威廉·汉密尔顿指出迪亚斯的肝一切正常，但针头穿破了他的血管而扎进了肉里。[28]致命的药剂被注射进了软组织而非静脉中。在处决之后的两天，当时的州长杰布·布什暂停了所有的死刑处决，并任命了一个委员会来“考虑致命性注射的人道性和合宪性。”[29]

支持

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普通性

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巴比妥类药物和非去极化肌松药的结合用在每天的成百上千次麻醉中。支持这种死刑制度的人主张，除非近40年内麻醉师都错了，硫喷妥钠和巴夫龙应当是安全和有效的。事实上，钾也常常用于促使心脏麻痹，因此，这三种药物仍在今天结合运用。他们猜测，制定这种方法准则的人正是采用了常用的药物来避免争议，唯一改动的地方是加大了巴比妥的剂量来促使昏迷。而且，相似的药物经常用在安乐死中。[30]

术中知晓问题

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支持者们称，硫喷妥钠在是一种快速而有效的药物，因为它的高度亲油性，在血液第一次循环到脑部的时候就会使意识丧失。只有几种药物，如美索比妥、甲苄咪唑有如此快的麻醉效力。况且在死刑执行中，药量比一般时候要高得多，因此被注射药物的人几乎不可能醒来。

术中知晓（英语：Anesthesia awareness）可能因为许多原因发生。通常，失去知觉是因为静脉注射的麻醉剂，维持却是因为麻醉师给予的吸入性麻醉剂。巴比妥只用于使人意识丧失，而药效消退得和降临一样快。接着将输入一种神经肌肉性的麻醉剂，以方便插管，但这一步并非必要。麻醉师接着需要确定，维持麻醉的器械迅速开始工作，而病人就不会在手术过程中醒来。

通常剂量的硫喷妥钠在数分钟后就会失效，因为药剂从脑部扩散到了全身。然而它的半衰期很长，因此要把药剂从身体内完全排出需要很久。如果用了大量的药剂，重新分配现象很少或不会发生，因为人体被药剂渗透了，而知觉的重新恢复需要药剂完全被从身体中排除出去。这个过程不仅慢（需要几小时至几天），而且时间难以预计，让巴比妥不适合于一般的麻醉。

硫喷妥钠的半衰期是约11.5小时，长效的巴比妥镇静剂则需要大约4－5天。它和半衰期极短的吸入性麻醉剂不同，后者让人在手术后快速地醒来，时间也可以预知。

致命性注射从开始到结束平均需要7－11分钟。[31]因为硫喷妥钠导致麻醉只需要大约30秒，巴夫龙让肌肉麻痹大约需要30-45秒，钾让心脏停跳也是大约30秒钟，理论上处决只需要90秒钟。因为还需要时间来处理药物，让导管中的药液流动，以及确定被处决者的死亡，整个过程需要7至11分钟。宣告死亡的程序也让时间延迟。支持者们认为，大剂量的硫喷妥钠——是一般剂量的14－20倍——能让人失去知觉超过六十个小时，在10至20分钟内绝不会失效。

稀释效应

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支持者们声明，说巴夫龙会稀释硫喷妥钠是不正确的。他们争辩说，巴夫龙和硫喷妥钠在每天的麻醉中都一起运用，而它们会互相稀释，这应该是一个已知的药物互相反应。

药物互相之间的反应是一个复杂的话题。一些反应可以被简化，两种药物要么互相协作要么互相抑制。不仅如此，药物之间的反应可以在它输入人体的时候就进行，但通常来说都是在它们在肝脏里新陈代谢，或通过肾脏排除时发生。巴夫龙和硫喷妥钠的作用不同，一个对大脑作用，一个则是对神经的交汇点。因为硫喷妥钠的半衰期是11.5小时，药剂新陈代谢这一点在短暂的处决过程中不是问题。另一个可能的解释是它们直接反应。支持者们认为，这种理论站不住脚。他们解释说，即使100毫克的巴夫龙能阻止500毫克的硫喷妥钠生效，剩余的药物也足够让人失去意识50个小时。

药剂种类

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国际特赦组织、人权观察和死刑资讯中心及其他反对组织并未提出一个实施起来痛苦更小的方案。支持者们认为，在致命性注射的问题上，缺乏另一种选择方案正证明了，执行过程中的痛苦并不是个问题。他们认为，如果这个问题一直在致命性注射中存在，这些组织应该已经提议了一种更加人道的方案。

可以只用大剂量的巴比妥更加无痛地执行死刑——支持者们声称，这个理论有漏洞。在俄勒冈州，晚期的绝症患者可以申请利用大剂量巴比妥执行安乐死——这药剂可以提供无痛的死亡，但死亡的时间需要很长。一些病人几天后才死亡，还有一些病人在失去知觉三天后最终醒了过来。[32]这可以用科学理论解释。过量的巴比妥通过使呼吸中心无法工作而导致死亡，但效果可能有很多种。一些人可能完全停止呼吸，而另一些人可能只是呼吸有些困难。不仅如此，呼吸停止后很久心脏仍然可能在跳动。[33]

因为在致命性注射中，死亡是在心脏停跳之后被宣告，需要多种药剂，特别是氯化钾来停止心脏活动。大部分支持者的主张是，死亡应该在一个合理的时间内。