Galileo yaptığı gözlemler sonucu Kopernikçi yaklaşımın doğruluğunu gördü. Bunlar yüzyıllardır kilise dogması haline gelen dünya merkezli evren teorisine ters düşüyordu. 1611'de Vatikan'ı astronomi buluşlarıyla etkilemek için bir resmi ziyarette bulunmak istedi. Tehlikeli sulara açılmak istiyordu. Ancak bu ziyarette bu çelişkiler görmezden gelindi ve ziyaret olaysız geçti. Papa V. Paulus'la görüşüp duasını ve desteğini aldı. Papalık makamı adına resmi görüşü bildirmek Kardinal Ballermine'in göreviydi. Birtakım matematikçi ve astronomdan görüş istedi ve Gallileonun görüşlerine teyit aldı. 1612 ilkbaharında Galileo'ya bir rakip çıktı. Apelles adındaki bu kişi Güneş lekelerini önce kendisinin gözlemlediğini ve bunların güneşin önünden geçmekte olan yıldızlar olduğunu iddia etti. Galileo Apellese bir dizi cüretkâr açık mektup yazdı. Bu mektuplarda Galileo, Kopernikçi yaklaşımın doğruluğuna inandığını itiraf ediyordu.

Din cephesinden ilk saldırı Tommaso Caccini adlı bir genç papazdan geldi. Papaz yerleşik öğeleri savunmadan bütün olayları anlamaya çalışmanın ahlaklı olduğunu söylüyordu. Bir başka peder konuyu Roma Engizisyonuna götürdü. Engizisyoncular Kopernik öğretilerini aptalca ve sapkın buldu ve Kopernikçi yaklaşımın dillendirilmemesi ve tartışılmaması talimatı verildi. Aksi halde Galileo hapse atılacaktı. Karar Galileo'ya Kardinal Bellarmine tarafından bildirildi. Galileo kararı itirazsız kabul etti. Galileo'nun kitapları yasaklanmamış ama "dünya dönüyor" demek yasaklanıştı. Budan sonra Galileo bir süre pratik bilime yöneldi. Mikroskop ile çalıştı ve böceklerin büyütülmüş görüntülerini inceledi. Ancak 1618'de geçen üç kuyruklu yıldızdan sonra ortaya atılan yanlış fikirler ve yeni bir Papa'nın gelmesi üzerine astronomiye yeniden döndü. İsim zikretmeden Kopernik Aristoteles ve kendi görüşlerini tartışan üç karakterin anlatıldığı "İki Büyük Dünya Sistemi Hakkında Dialoglar" adlı bir kitap yazmaya başladı. Tartışmalar varsayımlar üzerinden ilerliyor ve kesin bir karara bağlanıyordu.

629'da kitabı tamamlamasına rağmen Vatikan'dan izin geç geldi ve 1632'de yayınlandı. Aynı yıl içide Engizisyon yayını yasakladı. 1633’te Engizisyon önünde kendini savunması için Roma'ya çağırıldı. Yeni Papa, Urbanus'un görüşleri sandığının tam tersine idi. Yargılama 12 Nisan'da başladı. Mahkeme 1616'da Galileo'ya dünyanın hareketlerini tartışmaması emrinin verildiğini ileri sürüyordu. Oysaki karar öyle değildi. Ayrıca kitapta herhangi bir görüş benimsenip savunulmuyor herhangi bir sonuca bağlanmıyordu. Yani Galileo insanları düşünmeye sevk etmek istiyor, engizisyoncularsa bu konuda düşünmeyi yasaklamak istiyordu. Hukuken Galileo'nun kazanması gereken davadan eserin yasaklanması ve Galileo'nun ömür boyu hapsi kararı çıktı. Yaşı ve hastalıkları sebebiyle ev hapsine mahküm edilmesi kararlaştırıldı. 1642'de evinde öldü. Geride ise üzerine çıkmak için çok sağlam ve yüksek omuzlar bıraktı.