Обвиненный в ереси в 1576 году, Бруно бежал сначала в Рим, а затем за пределы Италии; переезжал из города в город, занимался чтением лекций и сочинением многочисленных трудов, был принят при дворах Генриха III и Елизаветы.
В 1591 году Бруно принял приглашение на работу по обучению искусству памяти от венецианского магната Джованни Мочениго и переехал в Венецию. Однако вскоре отношения Бруно и Мочениго испортились. И 23 мая 1592 года по доносу Мочениго венецианскому инквизитору Бруно был арестован и предан суду инквизиции.
Против Бруно началось следствие – сначала в Венеции, а в 1593 году, после выдачи Бруно Венецианским государством, в Риме. Ему были предъявлены многочисленные обвинения в богохульстве, аморальном поведении и еретических взглядах в области догматической теологии; осуждению подверглись также некоторые из его философских и космологических идей.
Бруно отказался признать ложными главные из своих теорий и был приговорен католической церковью к смертной казни, а затем сожжен на костре на площади Кампо ди Фьоре Рима в феврале 1600 года. Последними словами Бруно были: «Сжечь – не значит опровергнуть».
Все произведения Джордано Бруно были занесены в 1603 году в католический Индекс запрещённых книг. Спустя три столетия, в 1889 году, на месте казни в честь Джордано Бруно был воздвигнут памятник. В 1973 году в Италии был снят фильм «Джордано Бруно».