В 1599 году следствие возглавил кардинал Роберто Беллармино — иезуит, образованный теолог, привыкший сражаться с еретиками (как пером, так и с помощью палачей). В январе 1599 года Бруно был вручен перечень 8 еретических положений, в которых он обвинялся. Отречением философ еще мог спасти себе жизнь. Несколько лет ссылки в монастыре и свобода или смерть на костре — таков был последний выбор. В августе Беллармино доложил трибуналу, что Бруно признал себя виновным по некоторым пунктам обвинения. Но в записках, представленных инквизиции, он продолжал отстаивать свою правоту.
В конце сентября ему дали последний срок — 40 дней. В декабре Бруно снова заявил своим судьям, что он не станет отрекаться. Последняя его записка, адресованная папе, была вскрыта, но не прочитана; инквизиторы потеряли надежду.
8 февраля 1600 года во дворце кардинала Мадруцци в присутствии высших прелатов католической церкви и знатных гостей был оглашен приговор. Бруно был лишен священнического сана и отлучен от церкви. После этого его сдали в руки светским властям, поручив им подвергнуть его «самому милосердному наказанию и без пролития крови». Такова была лицемерная формула, означавшая требование сжечь живым.
Бруно держал себя с невозмутимым спокойствием и достоинством. Только раз он нарушил молчание: выслушав приговор, философ гордо поднял голову и, с угрожающим видом обращаясь к судьям, произнес слова, ставшие историческими: «Вы, быть может, с большим страхом произносите этот приговор, чем я его выслушиваю!»
На 17 февраля была назначена казнь. Сотни тысяч людей стремились на площадь и теснились в соседних улицах, чтобы, если уж не удастся попасть на место казни, то по крайней мере посмотреть процессию и осужденного. Свой последний ужасный путь он совершил с цепями на руках и ногах. Джордано поднялся по лестнице, его привязали цепью к столбу; внизу запылал костер. Бруно сохранял сознание до последней минуты; ни одной мольбы, ни одного стона не вырвалось из его груди; все время, пока длилась казнь, его взор был обращен к небу.
.