1592年5月26日宗教裁制所第一次开庭审讯了这位哲学家，诗人，文学家和天文学家。宗教审判法庭主席、教皇使节、威尼斯总主教、总宗教裁判官等依次在法庭的审判台上坐定，俨然一群穿着黑衣服的豺狼。
审判席上一个尖声尖气的人吼了一声：“把被告带上来！”布鲁诺被带上了法庭。法官叫他对上帝起誓，他把手放在福音书上起了誓。然后又叫他如实地交代自己的罪行。于是，布鲁诺陈述道：“去年，当我在法兰克福的时候，我收到威尼斯贵族乔万尼·莫钦尼柯先生两封信。他在信中邀请我去威尼斯，正如他信中所说的，希望教给他记忆术和发明术。他答应给我殷勤的招待，并要我确信我一定会得到优厚报酬。我是七八个月前到达的。我向他……传授了这两门科学。起初我没有住在他家，后来才搬到他家的。当我确信我已完成自己的职责，把他所要求于我的东西已全部教给他之后，我决定回法兰克福去，以便出版我的一些著作，并于上星期四我要求允许我离开。知道此事之后，莫钦尼柯先生怀疑我存心想离开他家以后把教给他的那些知识再去教给别人……而根本不像我所说的那样是为了去法兰克福。他尽一切努力，力图把把我留下来。当我坚持一定要走时，他先是抱怨说似乎没有把我所允诺的全部教给他，然后便威胁我，声称如果我不想自觉自愿地留下来，他将能找到一个把我留住的办法……”
“第二天，即星期五，乔万尼先生看到，我并没有改变要走的决定，并且已经吩咐下去，而为出发到法兰克福去准备好了行装，于是便在夜晚来找我。当时我已经上床睡觉了。他的借口似乎是想跟我谈谈。当他进来时，是我答应的。再者我也不应该受到这样的对待。就这样他一直把我关到第二天。后来，来了个队长，并带了一个我不认识的人。他命令他们把我带到下面地下室里去。在那里他们把我拘留到深夜。此后来了另一个队长，把我带进神圣机关的监狱。我深信，他们把我关起来是上面说的那个乔万尼努力的结果。他由于上述种种原因，对我十分愤恨，看来他写了密信告发我的什么东西。”
头两次审讯，审判席上的人根本不发问，只有布鲁诺一个人说话。他讲他如何来到威尼斯，他一生都做了些什么事，他的学说要旨是什么。在叙述自己的生平时，布鲁诺对许多事实避而不谈，对一系列事件的描述，角度也有所不同，将重心从本质的东西转移到次要点。不过，在最主要的观点上，在世界观上，他没有从自己的观点后退一步。他维护了自然神学离开神学而自主的独立性。他以英勇无比的气概，论述了自己关于宇宙无限和世界众多的学说。
头两次审讯用了两天时间，这是宗教裁判官的惯用的使人神经衰竭的老一套战术，要布鲁诺交代他生平的基本审讯。第三、四次审讯，是要他谈自己的世界观，用了一天。翌日进行了第五次审讯，以后又进行了第六次审讯。
宗教审判官们清楚地认识到，在智慧和学问渊博方面他们都不如布鲁诺，必须采取一定的手段才能干过对手，于是他们故意将决定性的打击移到最后几次审讯，最初几次庭审只是为了积累材料而已。在审讯中，又故意向布鲁诺提出一个又一个问题，不让他喘息，使他没法判明问题与问题之间的联系，叫他没法集中思想，思索答案，找得论据，使他的神经处于高度的紧张状态。在第四次审讯的后半部分，他们使用了把同一个问题单调地、一个劲地反复提问的战术。在基督是三位一体中的二格问题上，他们采取连珠炮似的提出问题，例如“写过或发表过什么有关第二位格的东西吗？怀疑这个词的化身吗？对基督持何看法？
您以前发表过什么有关耶稣基督的观点？现在又持什么观点？……对基督的奇迹行为和死亡，你抱什么看法……”
在法庭上，布鲁诺力图给人以这样的印象，似乎他的回答是真诚的，并彻底讲出了全部真情。抱着这样的目的，他在些次要的问题上作了指责自己的“招供”，甚至好像是为了迁就侦讯室的意愿，把自己反对教会的行为讲得深刻极了。他承认在不遵守斋戒问题上是有罪的。
从宗教裁判所对他的态度上，他看出他们向他提出的每一个问题都设有圈套，都有预谋。因此，他的回答往往使人捉摸不透，难以弄明白，他是在讲自己的观点呢，还是仅仅说明一个信徒应该如何思想呢？
从第四次审讯的末尾，审讯便进入一个新的阶段。宗教裁判官们要求被告供认自己的宗教罪行，并且要进行忏悔。布鲁诺拒绝忏悔。
宗教裁判官们认为，布鲁诺顽固不化，死不悔改，不愿意招供所犯罪行，但他的罪行又不够引渡移送罗马教廷。因此，宗教裁判官们便想尽一切办法损害布鲁诺的名誉，把他作为一个犯罪分子来揭发。同时，他们又详细追问布鲁诺跟天主教会的敌人——英国女王伊丽莎白和纳瓦尔亨利的关系。追问他以前被告到宗教裁判所法庭和逃跑的原因。
1592年6月4日，进行第六次审讯。这次审讯主要为下列两个问题：关于从事魔法和关于个人仇敌。他们梦想从布鲁诺的仇敌那里获得对他的坏话和供词。布鲁诺宣布：莫钦尼柯是他唯一的敌人。并声明如下：“……他对我进行了极为严重的侮辱，超过了任何一个活人所能做的。他在我还活着的时候，便置我于死地，使我蒙受耻辱，夺去我的东西，在他自己家里逮捕我——他自己的客人，偷走我全部手稿、书籍和其他物品。而且，他这样做只是因为，他不仅想向我学会我所知道的一切，而且甚至不愿意我把这些东西教给别人。如果我不教会他我所知道的一切，他就随时随地拿我的生命和名誉相威胁”。
时隔两个月之后，1592年7月30日，进行了第七次，也是威尼斯宗教裁制所的最后一项审讯。布鲁诺坚决拒绝对自己以前的供词增加任何内容。此后，这个案子由宗教裁判所法庭转到共和国10人委员会，同时并要求将布鲁诺引渡给罗马宗教裁判所。
