La condena de 1633
El 21 de febrero de 1632, Galileo, protegido por el papa Urbano VIII y el gran duque de Toscana Fernando II de Médicis, publica en Florencia su diálogo de los Massimi sistemi (Diálogo sobre los principales sistemas del mundo) (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo), donde se burla implícitamente del geocentrismo de Ptolomeo. El Diálogo es a la vez una revolución y un verdadero escándalo.
El libro es en efecto abiertamente pro-copernicano, ridiculizando audazmente la interdicción de 1616 (que no será levantada hasta 1812: a verificar). 
El Diálogo se desarrolla en Venecia durante cuatro jornadas entre tres interlocutores: Filipo Salviati, un Florentino seguidor de Copérnico, Giovan Francesco Sagredo, un veneciano ilustrado sin tomar partido, y Simplicio, un mediocre defensor de la física aristotélica, un personaje que algunos quieren ver inspirado en Urbano VIII. Pero, mientras que se le reprocha el carácter ostensiblemente peyorativo del nombre, Galileo responde que se trata de Simplicio de Cilicia. Muchos autores coinciden en que Galileo no esperaba estas reacciones ni que el Papa reaccionara posicionándose entre sus enemigos.
En estos cuatro días de discusión, Galileo, aunque lo tenía prohibido por el decreto de 1616, presenta dos nuevas pruebas de carácter experimental y observacional a favor de la teoría copernicana.
La basada en el movimiento de las mareas, errónea, y la basada en la rotación de las manchas solares, acertada y que refutaba tanto la ptolemaica (ya descartada por las fases de Venus), como la de Tycho Brahe, en cuya defensa se habían refugiado los jesuitas del Colegio Romano. Esto motivó la intervención de la Inquisición, que sólo le permitía a Galileo el presentar la teoría como mera hipótesis, y no presentar pruebas a su favor.
Por otra parte, Galileo tiene en Roma poderosos enemigos, fundamentalmente entre los jesuitas del Colegio Romano, especialmente Christopher Steiner y Orazio Grascci, quines se consideraban la rama intelectual de la Iglesia, y quienes pudieron ser quienes iniciaron el rumor de que el Papa Urbano era, en realidad, el simpático pero poco brillante Simplicio. Esto fue muy perjudicial para Galileo, pues en Roma era muy conocida la enorme autoestima del Papa. Por otro lado, tampoco ayudó a Galileo el escribir su citada obra en lengua vulgar, en vez de hacerlo en el idioma culto utilizado entonces entre los hombres de ciencia, el latín, pues a la Iglesia no le gustaba que las obras llegaran directamente al hombre de la calle.
El proceso realizado por la Inquisición fue irregular, pues a pesar de que el libro había pasado el filtro de los censores, se le acusaba de introducir doctrinas heréticas. Puesto que esto dejaba en mal lugar a dichos censores, la acusación oficial fue de violar la prohibición de 1616.
Galileo fue requerido para presentarse en Roma, sin embargo, estaba sumamente enfermo y agotado, y ya contaba 68 años, por lo que se demoró en acudir, además de que en esos momentos existía una epidemia de peste en Italia. Aunque presentó certificados médicos alegando estas circunstancias, a finales de diciembre de 1632 fue conminado a acudir inmediatamente de grado o por fuerza. Que no era voluntad suya el retrasar el viaje lo prueba el que, debido a la peste, fuera retenido por espacio de 42 dias para abandonar la Toscana. Por otra parte, el trato recibido durante el proceso fue correcto, alojado en las habitaciones del palacio de la Inquisición, y recibiendo todas las atenciones que necesitaba, si bien no fue ningún trato especial distinto al resto de otras personalidades importantes y personas de su condición.
El proceso comenzó con un interrogatorio el 9 de abril de 1633, donde Galileo no reconoce haber recibido expresamente ninguna orden del cardenal Bellarmino. Por otra parte, dicha orden aparece en un acta que no estaba firmada ni por el cardenal ni por el propio Galileo .
Con pruebas endebles es difícil realizar una condena, por lo que es conminado a confesar, con amenazas de tortura si no lo hace y promesas de un trato benevolente en caso contrario. Galileo acepta confesar, lo que lleva a cabo en una comparecencia ante el tribunal el 30 de abril. Una vez obtenida la confesión, se produce la condena el 21 de junio. Al día siguiente, en el convento romano de Santa Maria sopra Minerva, le es leída la sentencia, donde se le condena a prisión perpetua, y se le conmina a abjurar de sus ideas, cosa que hace seguidamente. Tras la abjuración el Papa conmuta la prisión por arresto domiciliario de por vida.[35]
Giuseppe Baretti afirmó que después de la abjuración Galileo dijo la frase «Eppur si muove» (y sin embargo se mueve), pero según Stillman Drake Galileo no pronunció la famosa frase en ese momento ya que no se encontraba en situación de libertad y sin duda era desafiante hacerlo ante el tribunal de cardenales de la Inquisición.[36] Para Stillman si esa frase fue pronunciada lo fue en otro momento.
El texto de la sentencia fue difundido por doquier: en Roma el 2 de julio y en Florencia el 12 de agosto. La noticia llega a Alemania a finales de agosto, en Bélgica en septiembre. Los decretos del Santo Oficio no se publicarán jamás en Francia, pero, prudentemente, René Descartes renuncia a la publicación de su Mundo.
Muchos (entre ellos Descartes), en la época, pensaron que Galileo era la víctima de una confabulación de los jesuitas, que se vengaban así de la afrenta sufrida por Horazio Grassi en el Saggiatore.