Paralympianen flyttades till husarrest förra månaden efter att ha avtjänat ett år av sin femåriga mandatperiod för att ha dödat sin flickvän Reeva Steenkamp.
Pistorius, 28, sköt henne genom en låst toalettdörr 2013 men insisterar på att han trodde att hon var en inkräktare.
Inget datum fastställdes för domen som kunde se Pistorius återvända till fängelset.
Pistorius och hans familj var inte med vid förhöret vid Sydafrikas högsta appellationsdomstol i Bloemfontein.
Steenkamps mor, juni, var närvarande, liksom några kvinnliga aktivister från den styrande afrikanska nationalkongressen som sade att de kom för att visa solidaritet med henne.
Proceduren sändes direkt på TV.
Åklagare Gerrie Nel beskrev statens fall för att domen skulle ändras till mord från mord eller dråp.
De fem domarna i appellationsdomstolen beaktade inte de faktiska omständigheterna, utan tillämpningen av lagen, i ett mycket tekniskt fall.
Vad som står på allas läppar är vad Pistorius advokat Barry Roux hörde säga i slutet av förhöret. "Jag kommer att förlora", uppges han ha sagt i ett samtal med Mr Nel medan deras mikrofoner fortfarande var öppna.
Men det sammanhang i vilket han gjorde kommentaren är oklart så det skulle vara fel att dra slutsatsen att han gav seger till sin rival.
Det står dock klart att Roux hade det tuffare i rätten, och det finns många här som anser att rättvisans vågskål lutade till förmån för en morddom. Men detta fall har kastat upp så många vridningar och vändningar att ingen kan säkert förutsäga vilket sätt domstolen kommer att avgöra.
De fem domare som hörde överklagandet är bland de mest äldre i Sydafrika, och kom från hela ras- och könsklyftan. Det kommer därför att bli svårt att klandra deras omdöme. De tog inte nya bevis, men hörde argument från båda sidor om huruvida rättegångsdomaren tolkade lagen korrekt, särskilt anklagelsen om dolus eventalis, även känd som sambomord.
Enligt sydafrikansk lag gäller denna anklagelse om den anklagade visste att de kunde döda någon men ändå fortsatte med sitt handlingssätt. Åklagaren hävdade att Pistorius borde ha förutsett att personen bakom dörren skulle ha dödats genom att skjuta fyra skott genom en låst dörr in i en toalettbås.
Rättegångsdomaren Thokozile Masipa höll inte med, och Roux gjorde sitt bästa för att övertyga domarna om att hävda sin dom. Räckte det för att hålla Pistorius borta från fängelset?
Min vän Reeva Steenkamp
Pistorius: Från fängelse till herrgård
Roux berättade för domarna att idrottaren led av en ångeststörning, och han sköt i snabb följd.
"Lagen är inte utformad för att straffa dig för ett felaktigt sinnestillstånd", tillade han.
Pistorius handling var laglig, och han trodde verkligen att han sköt på en inkräktare, sade Roux.
Under rättegången sa atleten att han trodde att det fanns en inkräktare i huset och att hans flickvän var i sovrummet.
Åklagaren hävdade att vem som låg bakom toalettdörren var irrelevant, och Pistorius avsikt var att döda.
Åklagaren vill också att hans fängelsestraff höjs från fem år till minst 15 år.
Det slutliga utslaget kommer inte att vara känt på några veckor, säger rapporterna.
Pistorius befanns skyldig till mordet på sin 29-åriga flickvän i en rättegång i oktober förra året.
Ms Steenkamps släktingar har sagt att de tror att Pistorius "ger sig av lättvindigt".
Den dubbla amputerade frigavs från fängelset den 19 oktober. Enligt sydafrikansk lag var han berättigad till frigivning under "korrigerande övervakning", efter att ha avtjänat en sjättedel av sitt straff.
Hans familj sa att han skulle "strikt" hålla sig till sina villkor för villkorlig frigivning i sin farbrors exklusiva hem i Pretoria.
Pistorius tävlade på 400m vid OS i London 2012 med kolfiberblad för att springa mot kompetenta idrottare.
Sydafrikanska domare har hört en vädjan om huruvida idrottaren Oscar Pistorius ska dömas för mord i stället för mord.