Não sou advogado ou especialista em leis de imigração dos EUA, mas entendo que o ESTA e o Programa de Isenção de Visto são duas coisas distintas. A linguagem no site do VWP do Departamento de Estado dos EUA parece bastante clara:
Travelers must be eligible to use the VWP and have a valid Electronic System for Travel Authorization (ESTA) approval prior to travel.
(Esta sentença implica que ser elegível por um lado e ter um ESTA válido por outro lado são dois requisitos separados.)
You must meet all of the following requirements to travel to the United States on the VWP:
[…]
Each Traveler Must have authorization under ESTA
In order to travel without a visa on the VWP, you must have authorization through the Electronic System for Travel Authorization (ESTA) prior to boarding a U.S. bound air or sea carrier.
[…]
Previous Compliance and No Prior Visa Ineligibilities
If you have had a U.S. visa before or previously traveled to the United States under the VWP or another status, you must have complied with the conditions of previous admissions to the United States, and you must not have previously been found ineligible for a U.S. visa.
Aqui, novamente, ter um ESTA e não ter nenhuma autorização prévia para visto é dois requisitos separados e o site especifica que você deve atender a todos os requisitos . Então, se você foi considerado inelegível para um visto americano, não pode entrar no VWP, ponto final. Sob essa lógica, quando você se inscreveu para o ESTA, se ele ainda é válido, etc, tornam-se irrelevantes, você simplesmente não pode mais entrar legalmente nos EUA sem visto.
Sua única opção seria reaplicar por um visto, abordando a questão levantada na carta de rejeição.