I fravær av aksepterte bevis var Galilei likevel påståelig og ville ikke omtale sitt syn som bare en hypotese. Hverken i eller i andre bøker nevner han Keplers eller Brahes modell, som begge passet bedre med observasjonene. I 1633 ble rettssaken gjennomført i Roma, under forhørene med trolig to mennesker til stede foruten Galilei. Hovedanklagen var at han hadde overtrådt forbudet fra 1616. Historikere diskuterer fortsatt om deler av forbudet han ble dømt for, var en forfalskning gjort i forkant av rettssaken. Han satt aldri i noen celle, hverken før eller etter dommen, men ble tildelt en leilighet i Vatikanet. Dommen var livsvarig fengsel, samt å be de syv botssalmer én gang i uken i tre år. At Galilei umiddelbart etter dommen om at jorden ikke sirkler rundt solen, skal ha mumlet «» (= Men det gjør den nå likevel) er en myte som ikke ble kjent før hundre år etter hans død.