伽利略在《对话》前言中说，他只把地动说当作一种假说，但是，眼明的人一眼就会看出伽利略是多么地热爱他的学说。
于是，就有伽利略的敌人向乌尔班八世教皇证明，《对话》是对神圣教会的致命威胁，它对于教会来说，比新教的路德和加尔文更可怕。
甚至有人对教皇说，《对话》的书中有教皇的影子，伽利略在书中放肆地把科学权威和教会权威对立起来。他们还找出一些例句以证明伽利略对教皇的不恭敬。
伽利略的敌人太多了，又有一些人把1616年那份贝拉明没有签名的记录找出来给乌尔班八世看，这份文件上写得很清楚，上任教皇禁止伽利略讨论哥白尼的学说。
乌尔班八世被震怒了，他认为伽利略有意在欺骗和侮辱他。
1632年9月的一天，伽利略正在家中处理来自全国各地的来信，所有的来信都是索求伽利略的《对话》一书的。但是，此时《对话》早已是销售一空，加上上个月罗马教廷已下令不准再印刷，所以这本书几乎绝版。伽利略不得不给每个来信者回信解释，表示道歉。
这天中午，一个陌生人来到伽利略的家中。伽利略起初以为是向他索取《对话》这本书的，因为自从《对话》出版以后，登门求书的认识和不认识的人有很多，所以眼前的这个陌生人伽利略也并没有多加注意。
没有想到那个陌生人，坐在椅子上，慢条斯理的说道：“伽利略先生，我不是来买书的，我是罗马教会派来的，有人已告到教皇那里，说你散布异端言论，反对教会。教皇非常生气，已下令把你的书列为禁书，我奉命而来，收缴你剩余的所有书籍。”
伽利略这才意识到，问题不是那样的简单，也不仅仅是将《对话》列为禁书就能解决的。
伽利略对那个陌生人说：“先生，很抱歉，我现在一本也没有了。”
但是，那个陌生人全是满脸是狐疑，说道：“伽利略先生，我是奉罗马教会之命来找你的，你若不把书交出来，只能回去如实汇报了。”
伽利略感觉这个陌生人的话语中，有种带有威胁的意味，于是非常的愤怒，并且义正言辞的告诉那个陌生人，他手里一本书也没有了。
那个陌生人看到伽利略生气了，于是说了一些客气话就匆匆离开了。
但是，不到一个月，伽利略的家中又来了一个陌生人。这个人对伽利略说道：“我是罗马教会派来的，他们提出想见见你，并且要求你本月底之前到罗马去。”
第二天，伽利略来到宫廷，向新大公托斯康诉说了他的《对话》一书，出版后惹出了麻烦，受到了罗马教会的严厉谴责。
托斯康大公下令，由佛罗伦萨驻罗马大使尼科利尼去罗马教廷了解事情的真相。
过了数日，尼科利尼回函禀报说：
据教廷内部人员透露，教廷的几位红衣大主教曾多次召开会议，研讨伽利略教授的《对话》一书，认为该书表面上好像是批判哥白尼的学术观点，而内容的实质是拥护哥白尼的地动日静说，反对、批驳托勒密的地静日动说。伽利略教授的这些观点确实激怒了新教皇。乌尔班八世认为，伽利略违背了1616年上任教皇禁止伽利略宣扬哥白尼学说的禁令。说伽利略是有意与教廷的权威挑战，是对教皇的侮辱和欺骗。
9月4日，乌尔班八世给尼科利尼大使发来一封公函：
贵国学者伽利略，他的《对话》，是对《圣经》的侮辱和挑战。最严重、也最危险的是：他书中的观点最终目的是要推翻教廷。打倒教皇，引起社会的骚乱！
托斯康大公看到教皇的公函，知道了事情的严重性。于是继续派科尼利尼大使从中斡旋，在教皇尚未给伽利略定罪之前，希望对伽利略手下留情。
尼科利尼大使通过各种渠道，与教廷的几位红衣大主教接触，请他们帮忙，劝说教皇网开一面，对伽利略从轻处罚，并准备亲自拜见教皇，转达托斯卡纳宫廷和美第奇家族希望宽恕伽利略的愿望。
这个时候，伽利略又亲自给贝拉明主教写信，他在信中写道：“亲爱的贝拉明主教，你可能已经知道了罗马发生了一些关于我不利的事情，我不知是什么原因，最近一段时间有两个自称是罗马教会派来的人对我进行威胁，我不知道是你的意思，还是教皇的意思。不过，我隐隐感觉将会发生对我不利的事情，我远离罗马，不知详情。烦请你替我探听一些有关的情况，并在适当的时机替我说上两句，我将万分感动。”
贝拉明收到伽利略的来信后，联系了几个伽利略以前的朋友，前往教廷，打探情况。并且向教皇进言，说此事肯定有误会，伽利略对教皇那么的崇敬，怎么可能在书中恶意的丑化、讽刺、嘲笑教皇呢？
教皇告诉贝拉明，伽利略确实是个人才，也是意大利优秀的科学家，但是他不能容忍伽利略对教皇进行侮辱，那样是大逆不道的，所以，他将下令传伽利略来罗马，接受审讯，将一切都解释清楚。
不久，乌尔班八世派人给尼科利尼大使捎来口谕说：“教廷不管伽利略是著名科学家或者是美第奇家族的后裔，只要违背了教规就要给予惩罚。伽利略维护的地动日静说16年前就受到了警告。如今他出版《对话》，继续散布这一非常有害的观点。他已经卷入了一桩麻烦的案件，势态十分危险。请大使先生转告托斯康大公，问题比他设想的要严重得多。请佛罗伦萨当局也要严加管教伽利略，不应当再让他去毒害他的学生和到处传授异端邪说。”
至此，尼科利尼大使的斡旋已经到了山穷水尽的地步。
1632年9月30日，罗马宗教法庭向佛罗伦萨教会下达一项命令。
宗教法庭责成佛罗伦萨教会通知伽利略，请他务必于本年10月末以前迅速来到罗马，听候法庭的调查与审讯。
贝拉明等见到教皇的主意已定，而且态度坚定，知道无法再劝，于是告诉教皇，伽利略已是七旬的老人了，而且听说近期身体不太好，从佛罗伦萨到罗马路途遥远，如果下令立刻就到来的话，很可能就会死在路上。
教皇听了贝拉明等人的劝说后，指示罗马教廷命佛罗伦萨教会首领派医生前往伽利略加，察看伽利略的病情，并且将有关情况报告罗马。
医生给伽利略检查了身体，他对伽利略说：“以你目前的身体状况，你不能去罗马，否则，你可能会毙命在途中。”
这个时候，伽利略在威尼斯的一些朋友，也听到了伽利略的一些事情，纷纷来信要求伽利略去威尼斯，他们告诉伽利略，听说罗马教廷要把伽利略投入监狱，这是一件非常残酷的事情，让伽利略千万不要去罗马，并且最好到威尼斯来，因为在那里不怕教会，教会不会将伽利略怎么样，而且在那里他们还可以继续帮助伽利略出版他的著作。
伽利略对威尼斯朋友们的情况，非常感谢，他在回信中说：“谢谢诸位的盛情，我不能去威尼斯，我必须去罗马，我要向教皇解释这一切，我还要在罗马出售我的著作。”
几名医生会诊，将伽利略目前不能去罗马的结果承报给了罗马宗教法庭，希望能够延期审判。
可是伽利略心明白，如果他不去受审，那么宗教裁判所就可以对他进行肆无忌惮地宣判，那么他将是更危险的。于是，伽利略决定动身前往罗马。
1632年10月，佛罗伦萨阴雨连绵，秋风瑟瑟。临近伽利略要去罗马受审的日子，他的膝关节炎越发严重，连下地走路都十分困难。城内几位名医给他看过之后，劝他推迟去罗马的时间，如果，就这样到了罗马，恐怕两条腿就要瘫痪了。
因为，病情严重，虽然伽利略休养了一段时间，便要求赶往罗马。在此期间，他的心中一直很是不安，他想尽早的赶到罗马，向教皇将一切都解释清楚。
托斯康大公见伽利略的身体依旧很是虚弱，于是专门派了一名宫廷医生随伽利略一同赶往罗马。
伽利略的马车在泥泞的路上走了三个星期才来到罗马近郊。恰好罗马郊区一带瘟疫猖撅，不准外人随便进城，伽利略领着仆人住在郊外等候疫情检查。
检查人员得知伽利略是托斯康大公的人，很客气的招待了伽利略，并且还给他们准备了午餐。
1633年2月，伽利略在佛罗伦萨驻罗马大使尼科利尼的帮助下，终于进入了罗马城，住在佛罗伦萨驻罗马大使馆内，等候被审判。这是伽利略第五次来到罗马。
只有刚直不阿的佛罗伦萨外交官尼克里尼不顾众人的反对，亲自去迎接伽利略。他把伽利略安置在他曾经住过的舒适、温暖的房间里，并且亲自为伽利略安排饮食，在尼克里尼的照顾下，伽利略的身体状况比以前好多了，而且他的惊恐和惶惑也慢慢平静下来，他开始考虑法庭将会怎样审判他，他该如何回答，他一再提醒自己，万万不可陷入敌人的陷阱里去。
1633年3月11日，按照当时宗教裁判所的规定，伽利略由仆人搀扶被关进密涅瓦修道院，隔离起来。这里是宗教法庭准备开庭审判犯罪分子的拘留所。
在进入密涅瓦修道院之前，尼科利尼大使语重心长地告诉伽利略，一定要保持清晰的头脑，勇敢地为自己辩护。这不仅是为了伽利略自己，也是为了佛罗伦萨公国、为了美第奇家族的名誉、更是为了科学事业的发展和许多热爱、支持伽利略的学生和朋友，所以，伽利略一定要争取无罪释放，早日回到佛罗伦萨。
1633年4月12日，罗马宗教法庭正式开庭审判。
宗教法庭的审判厅设在圣玛利亚修道院大厅内。这座修道院位于罗马市中心，是一幢古旧的灰色大理石建筑，门窗与墙壁残破不堪，大厅内潮湿阴暗。
厅内正中有一排黑色的大桌子，桌子后面坐着十位法官。他们都是红衣大主教。在十位法官中间，有三位身穿黑袍的法官，是庭长和副庭长。他们的表情异常严厉。
审判团是由教皇的侄子艾弗·巴帕里尼主教领导的一个专门小组组成。
伽利略是由仆人搀扶着慢慢进入厅内的。穿黑袍的庭长见伽利略身体十分虚弱，让人搬了一把椅子放在厅中间，让他坐下。
伽利略感到背后升起一股寒气，这是真正的“以一当十”，伽利略身边没有一个朋友，他要一个人去面对十个“异端”法庭的法官，伽利略感到从未有过的紧张和痛苦。可是，当他看见法官身后那高悬的十字架时，他的心稍稍宽慰了一些，上帝会保佑他的，伽利略静静地等待着法官的审问。
穿黑袍的庭长手举一本伽利略的著作《对话》，用拉丁文提出问题：“这是你写的著作吗？”
伽利略抬头看一下，说道：“是的，是我写的著作。”
“你为什么要写这本书？这本书的内容是什么？”法官继续询问着。
“这是我多年来进行宇宙科学研究的心得，写出来供搞科学研究的人们参考，或者留给后人批判评说。只是假借托勒密和哥白尼两位科学家的对话，说明宇宙中的一些科学现象。”
“你是否应允过检查人员的要求，在书的‘前言’里要确保每个读者不会误认为他在替哥白尼辩护？”红衣主教继续问着。
“是的，我已修改过我的‘前言’。”
“那么为什么‘前言’和书体印刷不一致呢？是否以此来表示‘前言’与本书无关？”
伽利略已经有些筋疲力竭地说：“‘前言’的几页手稿在罗马拉查人的手中扣得太久，所以取回来的时候，全书己经印好。这部分是补印的，所以字体上有所差异。”
接着，庭长又问了一个伽利略没有想到的问题：“你过去到罗马来过几次？请说一下，你都哪一年来过罗马，每次来罗马都是什么目的？”
伽利略已经感觉到身体疲惫，头晕目眩，但他依旧在竭尽全力的思索着，说道：“第一次是1587年来罗马寻找工作。第二次是我制成了天文望远镜并发现了美第奇星群，在1610年来到罗马，请教廷的学者们用望远镜观看这些星群。第三次是因为观测天体发表了一部著作受到教廷的警告，第四次是在1624年来罗马参加新教皇的登基典礼。”
接着红衣大主教，又询问了伽利略1615年，第三次来罗马受到处罚的事情的。这个问题，问得很尖锐。伽利略在1615年曾经出版过《星辰使者》一书，并在罗马公开拥护过哥白尼的学说，如果承认了这一点，对自己很不利。
伽利略说：“那是1616年2月的事，贝拉明主教告诉我，由于哥白尼的观点与《圣经》完全相抵触，所以不能坚持各种学说，也不能为他辩护，但可以把它当作假说来讨论。而且我有贝拉明主教在1616年5月26日写的保证书，这是贝拉明主教亲笔所写。”
伽利略说着从怀中掏出了贝拉明主教当年出具的保证书。
检察官们检验了整个物证，确实是贝拉明主教亲笔所写。
接着法官们又问伽利略，在这一生中都出版了哪些作品。并且这些的主要观点都是些什么？
伽利略不得不沉思一阵，这才缓缓的说道：“我这一辈子写了不少书，大多数都忘却了。只记得写过《论运动》《星辰使者》《致克丽丝蒂娜太后的信》《关于太阳黑子的信》《尝试者》和《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》等。”
至于关于伽利略说中的内容，这个问题问得伽利略难以回答，他稍加思考，感到这些书大多数都是拥护哥白尼学说的，如果承认是拥护哥白尼学说，必定要处于十分被动的境地。然而不承认，那些书都在明摆着，其观点世人皆知。
于是，考虑了一会儿，伽利略这才硬着头皮说道：“虽然有倾向哥白尼的观点，但只是一种科学假说而已，与《圣经》的教义并不矛盾。我那些书中的观点都是探讨天上星球是怎么回事的一种假说而已。”
但是，法官们却是认为伽利略只是说一些托词而已。
于是，第二天、第三天审问继续进行着。
并且，在这期间，教皇们还对伽利略施行了一种叫“维利亚”的严酷刑讯。
这是一种连续审讯法，审讯员分批坐审，几个小时一换，一次审讯在两天两夜以上，不让伽利略有半刻的休息。
这种审讯对于七十多岁的伽利略来说是很残酷的，他本来就很虚弱的身体，更是支撑不住。
伽利略意识到，如果自己再坚持与教廷对抗下去，等待自己的将是更严格的惩罚，甚至有可能会像布鲁诺那样死在法庭上。
伽利略此时，确实感觉到了精疲力竭，精神与肉体已不堪折磨。于是，怀着矛盾的心理，在1633年6月22日，伽利略终于在忏悔书上签字认罪。
伽利略强打精神接过法庭早就写好的“忏悔书”，念了起来：
我叫伽利略·伽利莱，已故文森西奥·伽利莱之子。比萨城人，现年69岁。我跪在法庭的庭长面前，我抚摸着《圣经》保证，我相信并将始终相信教会所承认的和教导的东西都是真理。
我奉神圣的宗教法庭指令，不再相信也不再传授地球运动而太阳径直的虚妄理论。以为这些违反了《圣经》。
教廷曾依法命令我放弃错误的观点，这种观点认为太阳处于宇宙的中心，静止不动，而地球不处于宇宙的中心，正在运行。鉴于这道命令，我来真心诚意地诅咒并憎恨上述异端邪说。我伽利略如上发誓弃绝，并亲手签名。
当伽利略用颤抖的手在认罪的书上签字的时候，嘴里还在喃喃的说道：“反正，地球还是在动的。”
判决书先列举了伽利略的种种罪名：“伽利略认为太阳是世界的重心而且是静止的，大地是昼夜运动等许多谬论是真实的，还加以宣传。关于这种说法你的某些德国数学家通过信，发表过名为《关于太阳黑子的信》的文字等，并且还宣传了，根据哥白尼的假定，反对《圣经》的真正精神和权威的各种原理。”
根据这些罪状，最后宣布了对伽利略的判决：“为了处分你这样严重和有害的错误与罪过，以及为了你今后更加慎重和给其他人作个榜样和警告，我们宣布，用公开的命令禁止你的《对话》一书。判处把你正式关入监狱内，根据我们的同意，以及使你得救的忏悔，在三年内每周读七个忏悔圣歌一次。”
1633年6月23日以来，这长达三个多月的审判结束了，近代实验科学家的创始人因此而下狱。这是科学史上的悲剧，也是人类的悲剧。
