برونو پس از تقریباً ربع قرن خانه به دوشی به ایتالیا بازگشت ظرف چند ماه دادگاه تفتیش عقاید او را دستگیر و به عنوان بدعت گذار محاکمه کرد. سپس در پی تحمل هشت سال حبس ـ نخست در ونیز و بعد در رم ـ و شکنجه مکرر از جانب کاردینال‌ها در رم بر چوبه مرگ سوزانده شد.

متفکران آزاداندیش سراسر اروپا قتل برونو را محکوم کردند و این واکنش دادگاه تفتیش عقاید و دستگاه پاپ را که همان موقع هم بدنام بود، بدنام تر کرد. عجیب نبود که واتیکان تمام مساعی خود را به کار بست تا جزئیات محاکمه برونو و روند ایذا و اذیت او را مخفی نگاه دارد. از این رو تا همین اواخر دربارۀ هشت سال آخر زندگی برونو و سازوکار محاکمه هایش اطلاعات اندکی در دست بود.