1615年春天，伽利略被傳喚到羅馬，並因支持哥白尼的異端邪說而受到指責。第二年春天，紅衣主教團給他下了禁令，不許宣傳哥白尼的學說。1618年天空出現了三顆清晰可見的彗星，當一名耶穌會會員格拉西聲稱這些彗星的軌道是直線時，伽利略又忍不住發了言，他寫了一本《分析者》，公開指責格拉西和耶穌會會員們。這一行為導致了烏爾班八世教皇的憤怒，1624年，60歲的伽利略再一次被傳喚到羅馬。
回到佛羅倫薩，伽利略用六年的時間寫成了他的巨著《關於托勒密和哥白尼兩大世界體係的對話》。1632年，在天主教檢查機關的安全同意下正式出版。他用富有表現力的意大利語、優美的文學體裁、以三個貴族的談話形式寫成的這部偉大的著作，使每一個不抱成見的人都不自覺地成為日心說的擁護者。人們可以從這些對話中了解到伽利略的天文發現、慣性原理和機械運動相對性原理，歐洲大陸很快就響起一片歡呼和讚譽之聲，稱該書是文學和哲學的傑作。但教皇的顧問們卻不這樣認為，他們在這本書裏更加真切地看到了哥白尼的影子，雖然伽利略的醫生們提出抗議，1633年2月，69歲高齡的他還是被迫赴羅馬受審。
1633年6月21日，宗教裁判所的代表們向他宣讀了判決書：他犯有“相信並宣揚”哥白尼學說的罪，應公開聲明放棄原有的信仰。伽利略宣讀了信仰表白書，表示他“放棄、詛咒並痛恨”過去的過錯。判決中規定要對他實行監禁，但教皇立即把它減為軟禁，地點即在佛羅倫薩附近伽利略自己的小莊園中。12月他返抵該地，軟禁的判決在他在世的最後八年中一直生效。
1634，年4月，人們帶來了他最喜愛的大女兒瑪利亞的死訊，身體虛弱的伽利略感到了前所未有的淒涼。正在這時，外界傳來了好消息——《關於托勒密和哥白尼的兩大世界體係的對話》被翻譯成拉丁文出版，而英譯本也正在籌備之中。這說明，地動說被越來越多的人們所接受了。伽利略不僅感到安慰，而且深受鼓舞。他重新振作起來，甚至在他不幸雙目失明時，他也沒有再改變過對科學的熱愛，在這期間，他以極大的毅力完成了《關於兩門新科學的對話》，在這本書中他扼要重述了過去所進行的試驗和就力學原理所進行的思辯。
伽利略的這本最後的著作是非常有創新意識的。它的前半部分為其後幾代的物理學家的研究工作開拓了道路。這些受益者中最重要的一位是在伽利略去世那年出生的英國偉大的天才艾薩克·牛頓爵士。1638年在遠離羅馬天主教會勢力的荷蘭，這本書出版了。可他已經看不到這本書了，這一年他雙目失明，但宗教法庭不準他出外就醫。1642年1月8日，伽利略因病逝世。
伽利略是一位傑出的物理學家、天文學家和數學家。他一生追求真理，以極大的勇氣支持和論證哥白尼的日心說，不僅從理論上而且從實踐上宣告了亞裏士多德一托勒密地球中心說的徹底破產，給教會勢力以沉重打擊。伽利略也是近代實驗科學的先驅者之一，他堅持經驗是知識的惟一源泉，強調科學真理要經過實際觀測和科學實驗的檢驗。他那一係列成功的科學實驗為後來牛頓經典力學的建立奠定了基礎，也對近代科學方法論的創立發揮了重大作用，從而推動了近代自然科學和唯物主義世界觀的發展。
至今，人們仍然可以看到比薩教堂裏的那盞大吊燈。它曾經點燃了一位最偉大的天才的智慧火花、：1581年的一天，有人將吊燈扯到一邊，把它點著，然後放開了手=於是，吊燈隨著吊鏈在半空中蕩來蕩去，畫著弧線靜靜地從禮拜者的頭上掠過。孤線漸漸變得越來越短，當時隻有十七歲的伽利略望著望著竟忘記了祈禱：一般常識認為，一個吊著的物體擺動的幅度越大，所需的時間就越長。但伽利略發現事實並非如此。他觀察得非常仔細。沒有鍾表，他就以自己的脈搏計時。心髒的跳動證明，他的觀察是正確的、這下子，年輕的伽利略發現了宇宙的秘密他十分激動，於是就把不同重量的物體用不同長度的繩子吊在天花板的框架上和樹枝上，在家裏試驗起來，直到觸怒了家人。他發明了一種與人的脈搏同步的擺，並可將其跳動次數記錄在一個刻度盤上。這樣，在鍾表尚屬罕見之物的當時，醫生可以將病人的脈搏準確地測量出來。
他說自己是一個在海濱玩耍的孩子，時而發現一拿更為光滑的石子，時而撿到一個更美的貝殼。然而幣，他的發現帶給世人的震撼遠遠超過他自己的評價。
近代物理界的國王
——英國物理學家牛頓
1642年的聖誕節早晨，在英格蘭林肯郡的一所石砌農舍裏，誕生了一個異常虛弱的早產嬰兒。兩個助產婆當時就悲觀地斷言，這個瘦小嬰兒活不到第二天。然而，他居然活過了八十四個年頭。後來證明；那個早年靠一種特製皮領輔托的“瘦得可憐的小腦殼”，容納的竟是一個世界卓越科學家的大腦。他的名字叫艾薩克·牛頓。