Weinsteins advokater hävdar att flera fel begicks under rättegången och att juryn som dömde honom inte var opartisk.
Weinsten har hela tiden hävdat sin oskuld.
Under rättegången i New York förra året väcktes ytterligare åtal mot honom gällande fyra sexualbrott i Los Angeles. Om Weinstein döms i Kalifornien riskerar han upp till 140 års fängelse.
Anklagelserna mot Harvey Weinstein kom till ytan i oktober 2017 och blev startskottet för #metoo-rörelsen. Sedan dess har ett 80-tal kvinnor, däribland skådespelare som Angelina Jolie och Gwyneth Paltrow, vittnat om att de har utsatts för övergrepp av den förre filmmogulen.