伽利略被判处监禁之后，被投入罗马监狱。狱卒赶走了伽利略的仆人，将伽利略关在一间只有4平方米的黑屋子里，墙上只有碗口大的一个小洞能透进一点亮光。伽利略只能坐在一堆乱草上睡觉，室内放着屎尿桶，臭气熏得伽利略不断地恶心呕吐。
宗教法庭将伽利略投入监狱之后，为了宣扬教廷的威严，起到杀一儆百的作用，把对伽利略的判决书和伽利略本人的忏悔书印发到所有教会国家。
同时，教廷还派专人去佛罗伦萨，在大教堂召开会议，向教徒和伽利略的亲友宣读判决书和忏悔书。一时间，欧洲各国和意大利各地都知道伽利略是一个拥护哥白尼、宣扬地动日静说的罪人。
伽利略被判入狱的消息传出后，在意大利引起了强烈的反响。佛罗伦萨、比萨、威尼斯和罗马等地的科学家们闻讯后，纷纷致信罗马教廷，请求从轻处置伽利略。
在罗马，以贝拉明主教为首的宗教界人士也纷纷活动，他们上书罗马教皇，请求罗马教皇看在伽利略为意大利科学界带来很高荣誉的面上，从轻发落。
在佛罗伦萨，斐迪南二世听说伽利略被判入狱的消息后，在和其他几位宫廷科学家商量后，决定亲自前往罗马，为伽利略求情。
1633年7月初，斐迪南二世来到罗马，教皇亲自接见。斐迪南二世以伽利略年事已高而且为意大利的科学发展作过贡献为由，请求教皇从轻处罚伽利略。
因为有很多人一起向教皇求情，乌尔班八世认为维护自己权威的目的已经达到，于是就格外开恩，命令宗教法庭宣布，准许伽利略离开罗马监狱，到佛罗伦萨南方的锡耶纳市大主教彼可罗米尼家软禁，由彼可罗米尼实行监管。在监管期间，不准伽利略会见任何人，不准发表任何著作，每天要背诵七篇忏悔诗篇。
大主教的住宅十分豪华舒适，加之大主教府从上至下的每一个人都把伽利略视为贵宾。因而，伽利略在这里得到了很好的照顾。
而且，彼可罗米尼还在精神上拯救着伽利略，当他得知伽利略早先有计划写一部关于运动学的著作的时候，他鼓励伽利略把精力重新转移到运动学的研究上。这种鼓励对伽利略来说，有如枯木逢春、久旱逢雨，滋润了伽利略已如死灰的心灵。
彼可罗米尼表面上向教皇保证严加管教伽利略，可是暗中却气愤地说：“伽利略教授被判刑是不公正的，宗教法庭是判处一个维护科学真理的学者，从此，意大利将不会再有人敢于去进行新的科学研究。”
在彼可罗米尼大主教的帮助下，伽利略还得到家中来的信息。自从伽利略去罗马受审后，阿圣翠山庄的事务由大女儿赛莱斯特照料。她虽然身患重病，但她已从修道院搬到山庄来住，精心饲养伽利略的母驴、鸽子，种植园内的果树、菜地。秋天，水果和蚕豆都获得了丰收。
赛莱斯特还写来一封信，安慰父亲说：“我要告诉您，我们这儿全体长官和修女听说您已经到了锡耶纳，大家都很高兴。不要说你的名字已从诗人的词典里消失了，因为事实并非如此。你的名字无论是在你的祖国，还是在世界其他各国都是不可磨灭的。而且在我看来，如果你的名誉和声望一时受到损害，那么不久你就会享有更高的声誉。”
从这可以看出，赛莱斯特的信对伽利略是多么的自信和骄傲。这对伽利略来说也是很大的安慰。伽利略也为自己拥有这样一个通情达理的女儿而感到高兴。
伽利略看了女儿的书信后，更加增强了回故乡佛罗伦萨的愿望，他的女儿在信中也期待着父亲的回来，她在信中写道：
父亲，您知道吗，您的驴子在您走了以后都发起了脾气，它不准任何人去骑它，鸽笼里的两只小鸽子也已经长大了，等着您回来享用。菜园里的蚕豆结着饱满的果实，等着您回来摘，还有您的塔楼，因为长期没有您和它做伴而悲伤着，它也等您早日回来。
您在罗马的时候，我就在心里祈祷着：“但愿父亲能到锡耶纳来，那就太好了！”而现在，您已经如我所愿，到了锡耶纳，那么我又在祈祷：“但愿父亲能回到阿圣翠山庄该多好呀。”愿上帝赐福我们！
女儿赛莱斯特的信，只是安慰年迈可怜的父亲，没有想到她的话几年后就被证实了，说得完全正确。
为了能够回到家乡，伽利略不得不再次给斐迪南二世写信，请求他的帮助。
终于在斐迪南二世和其他几位颇有地位的人的努力下，伽利略在锡耶纳市被软禁五个月。乌尔班八世听说伽利略在彼可罗米尼大主教的监管下，对自己的“罪行”认识深刻，每天认真读忏悔诗，态度非常好，就责令宗教法庭准许他回到阿圣翠山庄软禁。条件是，由当地教会监管，不准随便外出，只可以去教堂做弥撒，不得在山庄里接待任何客人，不准写文章或发表什么言论。
伽利略将这个好消息告诉了女儿赛莱斯特。但是女儿回信却告诉父亲自己也许等不到父亲回来的那一天了，希望上帝能够恩准她见一次父亲。
此时的赛莱斯特已经是骨瘦如柴，病入膏肓，奄奄一息了。
1633年12月底，在圣诞节过后，彼可罗米尼大主教用一辆暖车将伽利略送回阿圣翠山庄。
当伽利略下了车，拄着手杖一步步登上石阶，看到山庄黑色大门时，心脏突然猛烈跳动起来，他走到门前抚摸着冰冷的门框，看到门内凋零的果树、枯黄的花草和落满灰尘的小路，一股悲苦凄凉感袭上心头。
伽利略担忧女儿的病情，快步走进屋内，来到床前，只见赛莱斯特还躺在床上，脸色灰白，骨瘦如柴。原来美丽清秀的模样已经不见了。
赛莱斯特自从父亲去了罗马之后，每日为他担忧、愁苦不堪，身心受到很大的损害，每天饭菜不思，闷闷不乐，不知道年事已高的父亲会怎么样。
看到女儿憔悴的面容，伽利略心中难过极了，他抚摸着女儿的头，轻声道：
“都是父亲连累了你，是父亲不好。父亲要为你祈祷，主一定会保佑你恢复健康，从此留在父亲的身旁，永远快快乐乐的。”
伽利略说着已然是泪流满面。
伽利略回到家以后，赛莱斯特精神为之一振，能喝一点点米粥，还能下地走动几步。
赛莱斯特苍白的脸上露出了一点点微笑，可是她惨白的嘴唇上已经有了死神的印记。
父女俩轻声谈叙了很多事情，亲情温暖着赛莱斯特。
伽利略的小别墅后面是一片青山，山上有青松，前面是一片草地，院子里有一处葡萄园，葡萄架下是一张石桌，石桌的周围有四个小凳子，环境很是幽雅。
在以前，每到闲暇的时候，伽利略都会来到这里消度时光，喝酒赏月。但是如今，他的闲逸心情早已没有了。
罗马宗教法庭警告他不许离开他的住处。因此，除了每日背诵圣歌外，大多数的时间，伽利略只得在葡萄架下消磨，或者是在屋里漫无目的地踱步，或者是陪着病重的女儿聊天。
每当夜深人静，天上繁星点点的时候，伽利略仰望天空，心中常常隐隐作痛，他尽力克制自己，不要去想太阳、月亮、地球和星星的事情，可以说，罗马法庭给他带来的更大更深的是心灵里的创伤。
无聊的时光，让伽利略心中感觉到难受至极，于是他觉得自己不能再这样让时光白白流逝，他要利用生命的最后一段时间，好好总结一下自己的过去。
因此，伽利略重新动笔，他将青年时期从事物理、数学和研究时的讲义以及笔记找了出来，打算将这些草稿整理成书，以传后人。
伽利略将这本书取名为《关于两门新科学的对话》，依然是以对话的形式，继续进行关于理学的探讨。
这本书对伽利略来说，既是对过去成果的总结，也是对新领域进行的探索。
数学和力学本来就是伽利略最感兴趣的领域，而且正是因为力学在最初给他带来了荣誉，带来了声望，所以，伽利略在写作这部书的时候得心应手，甚至忘记了忧愁、寂寞以及目前的处境。
正当伽利略满怀欣喜进行写作之时，又一突发的事件一下子让伽利略跌入了万丈深渊。
1634年4月2日，赛莱斯特终于咽下最后一口气，与世长辞，享年只有33岁。
伽利略在风烛残年，刚刚受到教廷的迫害，又突然失去最心爱的女儿，白发人送黑发人，在他未曾痊愈的伤口上又撒了一把盐，遭受了难以想象的沉重打击，使他每天都处于沉重的悲伤与痛苦之中。
使伽利略稍加安慰的是，小女儿有时会从修道院来看看他，但丽薇和伽利略的感情淡薄，父女间没有共同语言。
儿子文森佐常常领着妻子和孩子来阿圣翠山庄探望父亲，小住数日。小孙儿的顽皮和活泼，给爷爷带来些许高兴。
正当伽利略的生活逐渐安定下来，心情稍有好转的时候，他突然感到下腹部疼痛难忍，拄着手杖走路都十分困难，叫仆人请来医生瞧看，说是严重的疝气，需要到佛罗伦萨市大医院治疗。
伽利略请教会向罗马教廷提出申请，允许他到佛罗伦萨就医。
教廷拒绝伽利略的这一要求。
从此，伽利略的心情越来越不好，身体越来越虚弱，他甚至想就此了却残生，到天堂去陪伴他心爱的女儿赛莱斯特。
而随着伽利略身体越来越虚弱，他原本就生过病的眼睛也大受影响，视力开始下降。
