Galileo murió el 8 de enero de 1642 tras sufrir fiebre y palpitaciones cardíacas. Tenía 77 años en el momento de su muerte.
Desde 1634 había estado bajo arresto domiciliario en su villa cerca de Florencia después de ser juzgado en Roma después de que se viera que sus escritos se burlaban del Papa. Fue puesto bajo arresto domiciliario porque quería el castigo menos severo posible. Allí permaneció hasta su muerte 8 años después.
En 1638, Galileo quedó completamente ciego y sufría de insomnio y una hernia dolorosa.
Después de la muerte de Galileo, el Gran Duque de Toscana había querido enterrarlo en la parte principal de la Basílica de Santa Croce (una iglesia en Florencia) y erigir un mausoleo en su honor, sin embargo, el Papa Urbano VIII protestó porque Galileo fue condenado por la Iglesia Católica por vehemente sospecha de herejía.
Entonces, aunque todavía estaba enterrado en la Basílica, luego iba a ser enterrado en una pequeña habitación en el crucero sur del edificio. Sin embargo, en 1737 se erigió un monumento en el cuerpo principal de la Basílica y Galileo fue enterrado junto con él.
Hasta el día de hoy, los turistas pueden visitar el Museo Galileo en Florencia y ver uno de los dedos de Galileo que fue removido durante su entierro.