Halvbröderna Henry McCollum och Leon Brown, som båda har en intellektuell funktionsnedsättning, har drivit fallet sedan 2015 och hävdat att deras medborgerliga rättigheter kränktes under de förhör som ledde fram till att de erkände brotten.
De båda släpptes fria 2014 efter det att dna-bevis pekat ut en annan förövare.
Männens advokater har sagt att de bara var rädda tonåringar när de utfrågades av polisen och tvingades bekänna. McCollum var då 19 och Brown var 15. Båda dömdes till döden.
McCollum har tillbringat merparten av sina 31 år i fängelse i en så kallad "death row"-cell, det vill säga i väntan på att bli avrättad. Han är den i delstaten North Carolina som har suttit längst tid i den typen av cell.
Brown – som rapporteras lida av psykisk ohälsa efter sin tid i fängelse och som kräver omsorg dygnet runt – fick sitt straff ändrat till livstids fängelse.