Uczony w czasie procesu wyrecytował formułę odwołującą i przeklinającą swoje „błędy”, określającą je jako „obrzydliwe”, unikając surowszej kary; wydrukowany już nakład Dialogu Inkwizycja nakazała spalić, a samo dzieło zostało przez Kościół wpisane na indeks ksiąg zakazanych (zdjęte z indeksu zostało w 1822 roku). Kościół skazał Galileusza za nieposłuszeństwo, a nie za herezje, sama zaś teoria Kopernika również nie została uznana za heretycką.
Przez cały okres od wyroku do naturalnej śmierci (9 lat po nim) Galileusz kontynuował również pracę naukową, odkrył librację Księżyca. W 1637 stracił wzrok. W 1638 ukazały się słynne Discorsi e dimostrazioni matematiche in torno a due nuove scienze (Rozmowy i dowodzenia matematyczne z zakresu dwóch nowych umiejętności) – najważniejsze dzieło Galileusza, obejmujące jego odkrycia w mechanice. Galileusz zmarł 8 stycznia 1642 roku w Arcetri (obecnie część Florencji), w wieku 77 lat.
W 1757 roku londyński dziennikarz Giuseppe Baretti przypisał Galileuszowi słowa eppur si muove („a jednak się kręci”).