Nace en Pisa el 15 de Febrero de 1564, hijo de Vincenzo Galilei y Giulia Ammannati. En 1574 la familia se traslada a Florencia y Galileo es enviado al monasterio de Santa María de Vallombrosa, donde estudia poesía, música, aritmética y mecánica, pero los planes de D. Vincenzo era que su hijo fuera médico, así que Galileo abandona el monasterio y comienza a asistir a las cases del afamado matemático Ostilio Ricci. Con Ricci, y estudiando a los matemáticos griegos, descubre los trabajos de Arquímedes, quien a partir de entonces será uno de sus referentes. 



Galileo asistía a misa de manera regular en la catedral de Pisa. Allí observa como una de las lámparas oscila. Pensando sobre ellos y experimentando, descubre que el tiempo que tarda en dar una oscilación es siempre el mismo.  Muchos historiadores ven en este hecho el arranque del método experimental del que Galileo sería pionero. Galileo vuelve a Pisa en 1589. Durante su estancia escribe De Motu, "Sobre el movimiento", obra fundamental que nunca llegó a publicar y en la que inicia la revisión de la física aristotélica. En ella analiza el movimiento de caída de los cuerpos.  De esta época es la famosa experiencia en la que Galileo deja caer dos bolas de distinta masa desde la torre inclinada para demostrar que llegaban al suelo al mismo tiempo, en contra de lo que afirmaba Aristóteles.



Durante estos años siguió trabajando en las leyes de caída libre y del movimiento de los proyectiles y publicó su primer escrito (1606), un manual sobre el manejo del compás de proporción, una especie de pantógrafo.  En 1609 construyó un telescopio inspirándose en realizaciones de artesanos Holandeses.



 Los dieciocho años que Galileo (1592- 1610) estuvo en Padua fueron, según sus propias palabras, "los mejores de su vida". De las relaciones con Marina Gamba tuvo tres hijos: Virginia, Livia y Vincenzo. En 1638 Galileo está enfermo y ciego.  Se le permite trasladarse a su casa de Florencia donde muere el 8 de enero de 1642, siendo enterrado en una capilla de la iglesia de la Santa Croce.