Bakewell-mannen Stephen Downing dömdes 1974 för mordet på Wendy Sewell, men det störtades 2002.
Chris Clark sa att han har hittat en viktig patologirapport som visar att hon blev strypt, vilket aldrig berättades för juryn.
Inrikesdepartementet sa att det skulle skicka nya bevis till polisen.
Bevis på polismisshandel hänvisas till den oberoende polisklagomålskommissionen, tillagd av inrikesministeriet.
Polisen i Derbyshire sa att fallet var avslutat efter en ny undersökning 2002.
Mr Clark, en pensionerad Norfolk polis, sade att han har skickat sina resultat till inrikesministeriet efter att ha fått den ursprungliga patologiska rapporten förra månaden.
Han sade att han ansåg att betänkandet visade att Sewell hade tydliga tecken på strypning.
Hon hittades misshandlad på en kyrkogård i Bakewell 1973 och dog på sjukhus två dagar senare.
Mr Downing erkände att han slog henne med ett hastigt handtag men drog senare tillbaka detta uttalande, bara för att befinnas skyldig av en jury.
"Jag rapporterar fakta som jag ser dem. Patologen hade bevis i sin rapport som kunde ha rentvått Stephen Downing," Mr Clark sade.
Han sa att patologens rapport visade blåmärken på hennes hals som stämmer överens med en "knotterad ligatur" som används för att garnera henne och ett utslag i hennes lungor och luftvägarna, möjligen orsakad av strypning.
Mr Clark sa att inget av det här användes i mr Downings rättegång. Han tillade bevisen kan betyda att hennes död var kopplad till Yorkshire Ripper, Peter Sutcliffe.
Mr Downing var 17 år vid tidpunkten för mordet på Mrs Sewell men bedömdes ha en mental ålder på 11 år.
Hans far Ray Downing och Matlock Mercury redaktör Don Hale kampanjade för sin frigivning och 2002 fann hovrätten sin fällande dom osäker på grund av "procedurmässiga skäl".
Hale sade att patologirapporten stod i direkt konflikt med de bevis som polisen då lade fram och efterlyste en oberoende utredning av mordet.
"Denna information var tillgänglig inom två eller tre dagar efter att Mr Downing arresterades och det helt motsäger denna så kallade bekännelse", sade han.
Men Derbyshire polisen sa att mordet på nytt utreddes efter upphävandet av domen och det ansåg saken avslutad.
"Alla möjliga undersökningslinjer var uttömda under den nya undersökningen.  Tjugotvå personer uteslöts ur utredningen men officerare var oförmögna att eliminera Stephen Downing som misstänkt, "en talesman sade.
Hon tillade att det inte fanns några bevis som tydde på att Peter Sutcliffe - Yorkshire Ripper - var inblandad.
En pensionerad polis har anmält Derbyshire polisen till inrikesministeriet över påståenden de undanhållit bevis i ett mordfall 1973.