Jeho otec chcel, aby šutodval medicínu, ibaže mladík čoskoro po nástupe na štúdium pochopil, že tento vedný odbor jeho srdcu blízky nie je. Práve naopak, učarovali mu fyzika a matika. Pustil sa do samostatného štúdia. Neskôr k nim pridal aj astronómiu. Hoci nemal žiadny diplom a bol samoukom, jeho vedomosti boli na takej vysokej úrovni a tak rozsiahle, že Univerzita v Pize mu ponúkla miesto prednášajúceho.  Ponuku prijal, no strávil tu iba tri roky. Potom odišiel na univerzitu do Padova.

A práve jeho pôsobenie na tejto univerzite trvajúce päťdesiat rokov bolo jeho najplodnejším. Jeho vášňou sa stalo pozorovanie, na základe ktorého dospel k takým vynálezom ako hydrostatické váhy, či dokonca prvý teplomer. Ten sa v tých časoch označoval ako vzduchový termoskop. Uskutočnil niekoľko pozorovaní s kyvadlom, pričom vedomosti využil pri zostrojení prvých kyvadlových hodín. Zostrojil vlastný ďalekohľad. Oproti moderným  zväčšoval iba osemkrát, no i tak s ním uskutočnil významné astronomické objavy.

Pozorovaniami oblohy totiž zistil, že stredom vesmíru nie je naša Zem a že všetky telesá neobiehajú okolo nej. Vypozoroval, že okolo Jupitera obiehajú štyri mesiace. Vypozoroval, že Mliečna dráha je tvorená zhlukom veľkého množstva hviezd. Zistil, že Mesiac je po povrchu pokrytý pohoriami a krátermi. Pozorovania oblohy ho priviedli k záveru, že všetky planéty vo vesmíre obiehajú Okolo Slnka. Poprel tak geocentrický model vesmíru. Vytvoril nový model vesmíru a to heliocentrický.

Všetky svoje zistenia publikoval v traktáchoch a panfletoch. Pričom ich vždy písal tak, aby boli zrozumiteľné aj pre každého. O jeho novej teórii vesmíru sa dozvedela cirkev. Myšlienka, že telesá sa netočia okolo Zeme, ale okolo slnka a že Planéta nie je stredom vesmíru bola pre katolícku cirkev neprijateľná. Kardinál Roberto Bellarmino bol jeho najväčším protivníkom a v roku 1616 mu zaslal varovanie inkvizície, aby nešíril svoje myšlienky týkajúce sa heliocentrického modelu vesmíru.

Rok 1623 znamenal pre Galileiho určité uvoľnenie vedeckých pomerov, pretože pápežom Urbanom VIII. sa stal jeho veľmi dobrý priateľ Maffeo Barberini. Ten mu udelil povolenie na napísanie odborného traktátu týkajúceho sa jeho novej teórie. Vzniklo legendárne dielo pod názvom „Dialógy o dvoch najväčších systémoch sveta“.  Dielo nenesie názov dialógy iba náhodou. Ide totiž o diskusiu geocentrika, heliocentrika a laika. Kým dvaja zastávajú svoje názory, laik je neutrálny. Celý dialóg je postavený tak, že geocentrik  v závere diskusie vyznieva ako hlupák. Všeobecným záverom je, že Zem je planéta, ktorá obieha okolo slnka.

A hoci Dialógy vyšli aj po kontrole cenzorov z radov cirkvi, v roku 1632 dostal predvolanie pred inkvizičný súd. Ten ho mal súdiť ako kacíra. Zároveň v predvolaní stálo, že má na výber dve možnosti. Buď sa dostaví dobrovoľne alebo ho pred súd privedie inkvizičná čata v putách a na silu. Rozhodol sa preto pre prvú možnosť a dobrovoľne šiel do Ríma sám.

Vo veku sedemdesiat rokov sa ocitol pred inkvizíciou. Tá ho súdila ako kacíra  a uviedla, že ak neodvolá svoje učenie skončí upálený na hranici. Aj napriek tomu, že jeho pozorovania oblohy boli pravdivé, veď pozoroval oblohu niekoľko desaťročí, pod hrozbou upálenia za živa svoje učenie odvolal.  Svoj život dožil v domácom väzení u priateľa, arcibiskupa Ascania Piccolominiho.

Napriek tomu, že strácal zrak a takmer aj sluch, neprestal pozorovať oblohu. Zomrel 8. Januára 1642. Cirkev ho rehabilitovala až v roku 1992. Urobil tak vtedajší pápež Ján Pavol II. Jeho teória sa skutočne potvrdila. Dokonca tvrdenia o páde telies bez rozdielu hmotnosti otestovala aj posádka Apola 13 vo vesmíre. Niektoré jeho pozorovania využil pri svojich pozorovaniach aj Isac Newton.

 mž