伽利略的主要代言人是意大利數學家、天文學家和物理學家薩爾維阿蒂（1582-1614年），亞裏士多德派的專家是古希臘著名的亞裏士多德著作注釋者辛普利邱，辛普利邱的論點是克雷蒙尼尼和意大利哲學家、天文學家、數學家和詩人科洛姆（1565-1615年？）的論點的再現。第三者是伽利略在威尼斯的摯友，1620年去世的沙格列陀。
對話分作4天進行，對話者們專門探討新舊天文學的優劣。
第一天，對話以討論亞裏士多德對天上物質和元素物質的分類以及與它們相關的運動來拉開序幕。以邏輯學和自亞裏士多德以來的新天文學知識為武器，批判了自然哲學的基本原則。在邏輯上指責亞裏士多德常常把有待證明的東西接受下來，並且作了一些未被承認和不合理的假設。關於所討論的新發現主要是月球表麵的地貌以及山脈和火山口光照的連續變化。
第二天主要證明，沒有任何證據足以反駁地球自轉的假說。伽利略主要依據物理學的論據，以運動的相對性和運動的守恒性為主要武器。
第三天談到地球繞太陽的公轉，談到有關地球自轉和地球公轉的某些現象。涉及公轉的一個現象是一年中太陽黑子路徑的環形變化。
第四天討論了潮汐。伽利略說：在絕對不動的地球上，除了祈求發生奇跡，再沒有別的辦法解釋大海的周而複始的宏大運動。這一眾所周知的、常見的物理現象確實需要用新的天文學來解釋，這是伽利略從大海的運動中推出來的。
伽利略提出潮汐的兩個基本原因：一個為說明海洋的連續擾動，另一個為說明地中海潮汐的周期性，它不能從連續擾動的周期中推導出來。
伽利略的朋友認為這本書很好，但又想到了伽利略的敵人是不會喜歡它的。
伽利略對付敵人的辦法是：書印成後，呈送給教皇宮廷。伽利略想，如果教皇不太喜歡書中的某些部分，他將修改。如果教皇允許他出版，他的敵人就無法搗亂了。
教皇宮廷的人都是些正直的人，把這本書讀了三遍。他們喜歡這本書，知道書中說的都是真話，他們也知道宗教會議中有很多人對這本書一定會大發雷霆，最後，他們作了些小的修改，就得到了許可。
有一個人給伽利略寫信，建議伽利略把書送到佛羅倫薩去出版，趁還沒有惹出麻煩，趕快把書賣掉。
伽利略照辦了。
1632年3月，佛羅倫薩出版了《對話》，開始賣書。
宗教法庭的審判
伽利略賣他書的時候，羅馬正流行鼠疫，所以那裏的人並沒有立即收到他的書，然而歐洲各地的科學家們都能買到。
伽利略在宗教會議裏的敵人看到這本書後非常惱火，他們既不公平，也不正直，他們絕不允許意大利存在這樣的書。他們想出了一個絕妙的辦法，給教皇打個假報告，教皇一發火，他就會查禁這本書了。
他們又把這本書讀了一遍，假報告被他們想出來了，必須在辛普利邱這個人上做文章，他們要告訴教皇，辛普利邱影射的就是教皇，教皇就是辛普利邱。辛普利邱這個人很愚蠢，不會獨立思考，他是因為托勒密的學說很古老就接受了它，他就是這樣回答了哥白尼的話。
於是，他們來到教皇那裏，對教皇說：“辛普利邱是代表教會的，而您是教會的領袖，因此，您就是辛普利邱。伽利略在這本書裏把您描寫成一個蠢人。如果人們讀了這本書，他們就會譏笑您。您決不能允許伽利略出售這本書，該把這本書列在《禁書目錄》上。”
烏爾班聽信了這個假報告，大為惱火。
這年8月，羅馬宗教法庭突然下令停止售書。
一天，一個陌生人來到佛羅倫薩附近的伽利略家，對伽利略說：“我是宗教會議派來的，他們要把你的新書列入《禁書目錄》，你必須把所有的書交給我。”
伽利略對他表示抱歉，因為他把書都賣完了。
大公費迪南德二世（1610-1670年）對這位客人很不滿意，強烈抗議如此對待這位已獲準出書的作者，但已無濟於事。他隻好給在羅馬主管他的房產並料理他的事務的尼科利尼寫了一封信詢問這事。
尼科利尼在回信中說：“教皇對伽利略非常惱火，但他找不出什麼理由。
他以前一直是伽利略的朋友，因此伽利略的敵人就是他的敵人，現在，他似乎害怕他們了。”