支持哥白尼的学说，从而再度顶撞传统的教条信仰，又一次受到宗教裁判所的传讯。这次罪名可严重得多，是“重犯”。这时，伽利略已年近70岁，正在病中。医生证明：“伽利略生病在床，他可能到不了罗马，就要到另一仓世界去了。”但宗教裁判所仍然无情地下令：“只要他能勉强成行，就把他锁上铁链，押到罗马来!”
1633年1月，伽利略起程赴罗马，路上，他历尽艰辛，到罗马时已经半死不活了。当他被押到审判官面前受审判时，无论从精神上，还是从肉体上，都已无法为自己进行辩护了。
裁判所对他的审讯进行了六个月，受审期间，在百般恐吓之下，伽利略精神恍惚，被迫说地球并不环绕太阳而运行。接着他在宣判书上签了字，被迫发誓同他对地球的运动信念一刀两断。据说，当他的朋友们搀扶着这位发抖的、精疲力竭的老人离开宗教法庭时，人们听见他叽叽咕咕地小声说：“但是地球确实是在运动啊!”
1633年，伽利略被罗马宗教裁判所以“反对教皇，宣扬邪说”的罪名，判处终身监禁。在狱中，他被严令禁止科学研究，但他仍然坚持科学著述。终于于1638年写出了他一生中最伟大的一本书《关于力学和局部运动两种新科学的对话和数据证据》(简称《运动的法则》)。这本书总结了他一生在力学上的研究成就。书秘密写成后，伽利略设法偷运到荷兰去出版。
伽利略不久就双目失明了。他没有看到这本书的最后出版。1642年1月8日临终时，他怀抱着自己心爱的书，心里感到莫大的安慰。他以模糊不清的声音说：“我认为这是我_切著作中最有价值的，因为他是我极端痛苦的果实。”
综观伽利略的一生，无数次遭到反动教会的迫害与定罪，但他那对科学进步所作出的卓越贡献，已为世人所公认。他的重要贡献首先在于他的科学发现，如惯性定律、落体定律、相对性原理，发明望远镜、对天体的观测，以及对哥白尼学说的天才证明。其次是倡导实验与数学相结合的科学方法，坚决反对在科学研究中依靠权威来演绎真理，强调以实验为基础的定量观察研究，从而为近代的科学研究开创了一种新风气。伽利略是一位笃信宗教的人，他一生没有放弃宗教信仰，也没有脱离教会，但后人并没有忘记对这位伟人的崇敬，仍然把他看作是反对教条主义、反对权威扼杀思想自由的象征。1983年，罗马教廷终于承认350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的，并公开为伽利略平反，恢复了他在科学史上的历史地位。
