Иезуиты, некоторые из которых были грубо обойдены в «Диалоге» (идеи Шейнера были названы «тщетными и глупыми»), указали Папе на то, что его заявление было вложено в уста персонажа, который на протяжении всей книги был представлен как простак. Урбан назначил комиссию для изучения работы; она сообщила, что Галилей отнесся к системе Коперника не как к гипотезе, а как к факту, и что он добился имприматуры путем ловкого введения в заблуждение. Иезуиты прозорливо добавили, что доктрины Коперника и Галилея более опасны для Церкви, чем все ереси Лютера и Кальвина. В августе 1632 года инквизиция запретила дальнейшую продажу «Диалога» и приказала конфисковать все оставшиеся экземпляры. 23 сентября она вызвала Галилея на в Рим к своему комиссару. Его друзья ссылались на его шестьдесят восемь лет и многочисленные недуги, но безрезультатно. Его дочь, теперь уже ревностная монахиня, посылала ему трогательные письма, умоляя подчиниться Церкви. Великий герцог посоветовал ему подчиниться, предоставил великокняжеское кресло и договорился с флорентийским послом, чтобы тот поселил его в посольстве. Галилей добрался до Рима 13 февраля 1633 года.
Прошло два месяца, прежде чем инквизиция вызвала его в свой дворец (12 апреля). Его обвинили в том, что он нарушил обещание подчиниться декрету от 26 февраля 1616 года, и призвали признать свою вину. Он отказался, заявив, что представил гипотезу Коперника только как гипотезу. До 30 апреля его держали в качестве узника во дворце инквизиции. Там он заболел. Его не подвергали пыткам, но, возможно, заставили опасаться их. При повторном представлении комиссии он смиренно признался, что изложил доводы в пользу Коперника сильнее, чем против него, и предложил исправить это в дополнительном диалоге. Ему разрешили вернуться в дом посла. 10 мая его снова освидетельствовали; он предложил покаяться и просил учесть его возраст и нездоровье. На четвертом допросе (21 июня) он подтвердил, что после указа 1616 года «все сомнения исчезли из моего ума, и я придерживался и до сих пор придерживаюсь мнения Птолемея — что земля неподвижна, а солнце движется — как абсолютно истинного и неоспоримого».112 Инквизиция возразила, что из диалогов Галилея ясно, что он принимает Коперника; Галилей настаивал, что с 1616 года он был противником Коперника. Папа поддерживал связь с экзаменом, но не присутствовал на нем лично. Галилей надеялся, что Урбан VIII придет ему на помощь, но Папа отказался вмешиваться. 22 июня инквизиция объявила его виновным в ереси и неповиновении; предложила ему отпущение грехов при условии полного отречения; приговорила его к «заключению в тюрьме этой Святой канцелярии на срок, определяемый по нашему желанию», и предписала в качестве наказания ежедневное чтение семи покаянных псалмов в течение следующих трех лет. Его заставили встать на колени, отречься от теории Коперника и добавить:
С искренним сердцем и нелицемерной верой я отрекаюсь, проклинаю и отвращаюсь от упомянутых заблуждений и ересей, и вообще от всех других заблуждений и ересей, противоречащих… Святой Церкви, и клянусь, что никогда впредь не буду говорить или утверждать ничего такого… что может вызвать подобное подозрение в отношении меня; и что если я буду знать какого-либо еретика или кого-либо, подозреваемого в ереси, я донесу на него в эту Святую Канцелярию…Да поможет мне Бог и эти Его Святые Евангелия, к которым я прикасаюсь своими руками».113
Приговор был подписан семью кардиналами, но не получил папской ратификации.114 История о том, что, выходя из зала суда, Галилей вызывающе пробормотал: «Eppur si muove!» (И все же она движется!), является легендой, возникшей не ранее 1761 года.115 После трех дней пребывания в тюрьме инквизиции ему было разрешено, по приказу Папы, отправиться на виллу великого герцога в Тринита-деи-Монти в Риме; через неделю его перевели в комфортабельные покои во дворце его бывшего ученика, архиепископа Асканио Пикколомини, в Сиене. В декабре 1633 года ему разрешили переехать на собственную виллу в Арчетри, недалеко от Флоренции. Формально он все еще оставался узником, и ему было запрещено выходить за пределы своей территории, но он мог свободно продолжать свои занятия, обучать учеников, писать книги и принимать посетителей — в 1638 году к нему приехал Мильтон. Его дочь-монахиня переехала жить к нему и взяла на себя наказание читать псалмы.
Очевидно, он был сломленным человеком, побежденным и униженным Церковью, которая считала себя хранительницей веры, надежд и морали человечества. Его отречение после месяцев заключения и дней допросов, которые могли бы сломить разум и волю молодого воина, было простительно старику, помнившему сожжение Бруно за тридцать три года до этого. Но на самом деле он не был побежден. Его книга разошлась по Европе в дюжине переводов, и его книга не отказалась от своих слов.