Leta 1623 je le dobil papeževo dovoljenje, da napiše knjigo o aristotelovski in kopernikovski teoriji, vendar s pogojem, da se ne opredeli ne za eno ne za drugo. Delo Dvogovor o dveh glavnih svetovnih sestavih so sprejeli kot literarno in filozofsko mojstrovino, papež pa je takoj protestiral in trdil, da je Galilei, čeprav ima knjiga uradni blagoslov cenzorjev, prekršil odlok iz leta 1616. Spravil ga je pred inkvizicijo in ta ga je obsodila na dosmrten hišni zapor in zahtevala, naj se odreče Kopernikovemu nauku. Galileo se je uklonil že v drugo. Kljub temu, da ni nikoli zatajil svoje vere v neodvisnost znanosti, je ostal zvest katolik. Štiri leta pred smrtjo so pretihotapili rokopis njegova druge velike knjige k nekemu holandskemu tiskarju. To delo, Dve novi znanosti, je celo bolj kot Galilejeva podpora Koperniku zaslužno za rojstvo moderne fizike.