Le 21 février 1632, Galilée, protégé par le pape Urbain VIII et le grand-duc de Toscane Ferdinand II de Médicis, petit-fils de Christine de Lorraine, fait paraître à Florence son dialogue des Massimi sistemi (Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo, Dialogue sur les deux grands systèmes du monde), où il raille sensiblement le géocentrisme de Ptolémée comme il l'avait fait avec son expérience de pensée concernant les affirmations erronées d'Aristote sur la chute des corps.

Galilée, qui veut écraser ses adversaires, publie son ouvrage en demandant l'imprimatur, c'est-à-dire l'approbation de l'Église. Il piège Mgr Riccardi, maître du Sacré Palais, qui avait la mission d'inspecter le dialogue. En effet, lors de l'inspection, Mgr Riccardi n'a connaissance que de la préface et de la conclusion dans lesquelles Galilée ne dévoile pas ses vraies intentions.

L'Église se sent obligée de réagir d'autant plus qu'elle considère qu'on lui a, en quelque sorte, volé son imprimatur
Le pape lui-même ne peut qu'avaliser le reproche des adversaires de Galilée à qui il avait demandé une présentation neutre des deux théories, pas un plaidoyer en faveur du seul Copernic. Le Pape trahi ne lui en veut pas pour avoir tourné en dérision ses propres paroles, mais pour le manque de preuves de sa théorie.
Galilée est convoqué par le Saint-office, le 1er octobre 1632. Ce qui lui est reproché n'est pas sa thèse elle-même, mais le détournement d'une mission commanditée, ce qui justifie des sanctions pénales. Son livre est en outre ouvertement pro-copernicien, bafouant l'interdit de 1616 (la mise à l'index de ces thèses ne sera levée qu'en 1757). Malade, il ne peut se rendre à Rome qu'en février 1633. Les interrogatoires se poursuivent jusqu'au 21 juin où une menace de torture est même évoquée sur ordre du pape ; Galilée cède.
Le 22 juin 1633, au couvent dominicain de Santa-Maria, la sentence est rendue :
Par sentence, nous déclarons que toi, Galilée, t'es rendu fort suspect d'hérésie, pour avoir tenu cette fausse doctrine du mouvement de la Terre et repos du Soleil. Conséquemment, avec un cœur sincère, il faut que tu abjures et maudisses devant nous ces erreurs et ces hérésies contraires à l’Église
Il prononce alors la formule d'abjuration que le Saint-office avait préparée :
La condamnation de Galilée est immédiatement commuée par le Pape en résidence surveillée. Le scientifique n'est donc jamais allé en prison et continua même à percevoir les revenus de deux bénéfices ecclésiastiques que le souverain pontife lui avait octroyés. La deuxième sanction : la récitation des psaumes de la pénitence une fois par semaine pendant un an, sera effectuée par sa fille religieuse carmélite.