La cour de réexamen rejette la demande si elle l'estime mal fondée. Si elle estime la demande fondée, elle annule la décision mentionnée à l'article L. 452-1, sauf lorsqu'il est fait droit à une demande en réexamen du pourvoi du requérant.
La cour de réexamen renvoie le requérant devant une juridiction de même ordre et de même degré, autre que celle qui a rendu la décision annulée. Toutefois, si le réexamen du pourvoi du requérant, dans des conditions conformes à la convention européenne de sauvegarde des droits de l'homme et des libertés fondamentales, est de nature à remédier à la violation constatée par la Cour européenne des droits de l'homme, elle renvoie le requérant devant l'assemblée plénière de la Cour de cassation.