Sau khi công khai rút ý kiến, ông được đặt dưới sự giám hộ của đức tổng giám mục của Siena, là người cho ông cư ngụ trong villa trong 5 tháng. Sau đó ông được phép trở về villa của ông ở Florence. Trên lý thuyết, ông bị quản thúc, nhưng thực tế ông vẫn được tự do đi ra ngoài và còn thường xuyên ghé thăm con gái ông là sơ Maria Celeste ở tu viện San Matteo. Giáo hội cũng cho phép ông tiếp tục nghiên cứu khoa học về các vấn đề không liên can đến thuyết tâm mặt trời, và ông đã cho công bố nhiều kết quả nghiên cứu quan trọng trong thời gian này. Galileo qua đời một cách tự nhiên vào năm 1642, thọ 78 tuổi.
Galileo là một khoa học gia vĩ đại nhưng thiếu khôn ngoan. Ông cho rằng đã minh chứng được sự thật về thuyết tâm mặt trời, nhưng thật ra minh chứng của ông thì sai lầm. Một trong những lý lẽ chính của Galileo là cho rằng sự chuyển dịch mau lẹ của trái đất chung quanh mặt trời tạo nên thủy triều. Đây là vấn đề của thời bấy giờ, và giờ đây chúng ta biết rằng mặt trăng là yếu tố chính gây nên thủy triều. Galileo cũng giống Copernicus, cả 2 đều cho rằng các hành tinh chuyển dịch theo đường tròn, dù rằng vào thời Galileo, Kepler đã từng chứng minh là qũy đạo hình Elip. Galileo dám chắc rằng Kepler sai.
Cuộc tranh luận về ý tưởng của ông thì không chỉ giới hạn giữa tôn giáo và khoa học, nhưng còn giữa khoa học mới và khoa học của thế hệ trước. Các vị lãnh đạo của giáo hội thì thận trọng hơn khi tiếp cận với các vấn đề khoa học, mà chúng thực sự chưa ổn định vào thời ấy, hơn là đối với Galileo. Giáo hội không nên đưa ông ra tòa, nhưng phiên xử của ông được tiến hành với sự dè dặt đáng kể và cách cư xử thật kiểu mẫu. Chính Galileo hành động tệ hại, mà nó đã góp phần cho số phận của ông. Ngay cả vậy, số phận của ông cũng không quá thậm tệ. Alfred North Whitehead, một sử gia nổi tiếng về khoa học, kết luận rằng "điều tệ hại nhất xảy ra cho Galileo chịu quản thúc vinh dự và sự quở trách nhẹ nhàng, trước khi qua đời một cách thanh thản trên giường". Sử gia Thomas Lessl viết: "Một gián đoạn tạm thời trong sự tương giao hài hòa hiện có giữa Kitô giáo và khoa học".
Trong thư gửi nhà Toán học-thiên văn Benedetto Castelli, Galileo đã viết: "Thánh Kinh không bao giờ có sự sai lầm, những lời Mặc khải trong Kinh Thánh là hoàn toàn đúng sự thật và ko gì có thể xâm phạm được nhưng ngài cần phải nhớ rằng người giải nghĩa Kinh Thánh & người dịch Kinh Thánh phải chịu trách nhiệm về sai lầm trong cách họ dịch và lỗi nghiêm trọng nhất chính là ở chỗ chúng ta chỉ luôn dừng lại trong nghĩa đen của từ ngữ."
J.T.