Галилей умер 8 января 1642 года от лихорадки и учащенного сердцебиения. На момент смерти ему было 77 лет.
С 1634 года он находился под домашним арестом на своей вилле недалеко от Флоренции после того, как предстал перед судом в Риме после того, как его сочинения были замечены в насмешках над Папой. Его поместили под домашний арест, потому что он хотел наименее сурового наказания. Там он оставался до своей смерти 8 лет спустя.
К 1638 году Галилей полностью ослеп, страдал бессонницей и болезненной грыжей.
После смерти Галилея Великий герцог Тосканский хотел похоронить его в основной части базилики Санта-Кроче (церковь во Флоренции) и воздвигнуть мавзолей в его честь, однако папа Урбан VIII выразил протест, потому что Галилей был осужден католической церковью за яростное подозрение в ереси.
Итак, хотя он все еще был похоронен в базилике, он должен был быть похоронен в маленькой комнате на южном трансепте здания. Однако в 1737 году в основном корпусе базилики был установлен памятник, и вместе с ним был перезахоронен Галилей.
По сей день туристы могут посетить музей Галилея во Флоренции и увидеть один из пальцев Галилея, который был удален во время его перезахоронения.