Чтобы сломить неистового монаха, во Флоренцию прибыл В. Бенари, который от имени папы предложил Савонароле сан архиепископа и кардинала флорентийского, если тот больше не будет произносить проповедей, направленных против Рима. Савонарола был так возмущен этим предложением, что сначала даже не мог найти слов для ответа. И свою следующую проповедь в соборе он начал чтением тех глав из «Деяний апостолов», где говорится, что Бога следует слушаться больше, чем людей. Обращаясь к папскому посланнику, Савонарола воскликнул: «Я не признаю распоряжений, не согласных с учением Христа, хотя бы они исходили от самого папы. Передайте своему господину, что здесь он не найдет слуг, готовых покрывать его разврат!» И закончил свою проповедь пророческими словами: «Близко время, когда я надену красную шапку. Но это будет не кардинальский убор, а мученический венец, обагренный моей кровью!»
После папского послания во Флоренции поднялась целая буря: всюду стали раздаваться требования запретить проповеди «безумного монаха, от которого пришлось столько вытерпеть». Францисканские монахи потребовали даже, чтобы Савонарола прошел испытание огнем и тем доказал, что не знается с нечистой силой. На площади Синьории 7 апреля 1498 года были разложены костры, причем так, чтобы оказавшегося между ними человека пламя охватывало со всех сторон. Вместо настоятеля «пробу огнем» вызвался пройти монах Доменико, но он хотел войти в огонь в священном облачении и со святыми дарами в руках, однако францисканцы воспротивились этому. Спор продолжался почти до вечера, а потом начавшийся дождь затушил костры, и толпа, жадно ждавшая этого зрелища, с негодованием разошлась.
После несостоявшейся «пробы огнем» Савонарола окончательно утратил в глазах горожан свое былое обаяние, и его имя стали произносить с презрением и злобой. Все его великие заслуги перед Флоренцией были забыты, в нем видели только жалкого труса, который не сумел защитить дело, о котором так красноречиво говорил. И 8 апреля вооруженная толпа схватила прямо во время проповеди его и брата Доменико, связали им руки, хотя необходимости в этом никакой не было, и повели на площадь. Собравшийся там народ встретил пленников диким ревом и провожал их до самой тюрьмы.
В тюрьме узников повели по длинному коридору, который уходил под землю. Через ряд низких, сырых пещер они добрались до подножия «башни слез», в фундаменте которой находились камеры, служившие последним приютом для несчастных, обреченных на смерть. Камеры представляли своего рода берлоги размером примерно 1,4x1x0,85 метра. Взрослому человеку в них нельзя было ни стоять, ни лежать — только кое-как сидеть, скрючившись. Стены, потолок и пол этих нор покрывала плесень, соломенные постели постоянно были мокрыми и гнилыми, повсюду ползали мокрицы. Несколько дней Савонарола и его соратники провели в этих камерах, не слыша никаких других звуков, кроме тихого журчания воды и шороха ползающих мокриц. Солдаты врывались в камеру Савонаролы во всякое время дня и ночи, насмехались над ним и угрожали побоями, если он не представит им какое-нибудь чудо. Так, например, они требовали, чтобы он превратил камни в золото. Пищи узникам совсем не давали, но Савонаролу мучили только душевные страдания. Он понимал, что с ним умрет и дело, которому он посвятил свою жизнь, и все его самоотверженные усилия останутся почти бесплодными. В монастыре, правда, еще оставалась небольшая группа его сторонников, но без вождя они распылятся и уступят грубой силе.
Когда через три дня Савонаролу вывели из каменного гроба, тюремщики были поражены его видом: вместо бодрого, полного энергии человека перед ними предстал скелет, обтянутый морщинистой кожей. И только глаза, горевшие прежним вдохновением, напоминали прежнего Савонаролу. Его ввели в большой зал, тускло освещенный бледными лучами солнца, едва проникавшими через узкие окна. В глубине стоял обитый черным сукном стол, за которым сидели судьи. Начался допрос, без которого можно было бы вполне обойтись, так как участь монаха была решена еще до ареста. Но инквизиторы требовали, чтобы Савонарола признал себя еретиком, а он отвечал, что истина для него дороже жизни. И тогда его подвергли страшным пыткам… Палачи скрутили Савонароле руки, привязали к ним конец веревки, перекинутой через блок, а потом при помощи колеса подняли несчастного к потолку. Затем веревку резко отпустили, и Савонарола упал: было слышно, как хрустнули переломанные кости. Четырежды поднимали его на дыбу, каждый раз поджигая ступни ног горячими углями. Он просил прекратить пытку и признавался чуть ли не во всех смертных грехах, но как только приходил в себя, тут же отказывался от всех своих показаний.