Amnesty International siger, at de tiltalte klager over, at de har været udsat for tortur.
En domstol i Egypten afsagde mandag dødsdom over 37 personer, som var tiltalt for terrorrelateret kriminalitet.
Blandt de dømte er en fremtrædende militant, Hesham Ashmawi, der er tidligere officer i hæren. Ashmawi blev i 2018 anholdt i byen Derna i det østlige Libyen, som er en bastion for militante islamister.
Ashmawi blev i november dødsdømt i en anden terrorsag.
De dømte er ifølge anklagemyndigheden alle med i den militante gruppe Ansar Beit al-Maqdis, som i dag er kendt som "Sinai Provinsen".
Gruppen er relateret til Islamisk Stat, som er aktiv i det nordlige Sinai.
De dømte var anklaget for 54 forbrydelser - deriblandt drab, spionage for udenlandske organisationer som den palæstinensiske Hamas bevægelse samt krænkelser af personers rettigheder.
Domstolen dømte også 61 andre personer til livsvarigt fængsel. 87 andre fik fængselsdomme på 5 til 15 år i forbindelse med den samme sag.
I alt var 207 personer tiltalt i sagen. 22 af de tiltalte er døde.
Menneskerettighedsorganisationen Amnesty International siger i en reaktion, at dødsstraf aldrig er retfærdig - og endnu mindre i en sag, hvor de tiltalte klager over, at de har været udsat for tortur.
- Vi opfordrer de egyptiske myndigheder til at lade retssagen mod de dømte gå om, så den bliver afviklet på en måde, hvor den bliver retfærdig og bliver i overensstemmelse med de internationale menneskerettigheder.
Det Philip Luther, som leder Amnestys research i Mellemøsten og i Afrika. Han siger, at der ikke hersker tvivl om, at de dømte har begået alvorlige forbrydelser - deriblandt dødelige angreb.