7 listopada 1496 r. nadeszło breve papieskie nakazujące zlikwidowanie kongregacji toskańskiej i przyłączenie klasztorów dominikańskich z tego terenu do nowej kongregacji rzymsko-toskańskiej, co oznaczało pozbawienie Savonaroli funkcji wikariusza generalnego i podporządkowanie toskańskich zakonników władzom w Rzymie. Savonarola wraz z 250 dominikanami z Toskanii - odmówił wykonania breve, argumentując, że nakaz papieski jest sprzeczny z konstytucją zakonu i sprawia wrażenie wymuszonego na samym papieżu, a wprowadzenie tego Breve rozluźniłoby dyscyplinę zakonną.

W odpowiedzi 13 maja 1497 r. papież podpisał ekskomunikę Savonaroli, ale w samej Florencji została ona ogłoszona dopiero po miesiącu, bo przyszła w nietypowej, niestosowanej formie listu ogólnego skierowanego do zakonów florenckich. Podstawą ekskomuniki miało być nieposłuszeństwo Savonaroli okazane przez odmowę przybycia do Rzymu, odrzucenie zakazu głoszenia kazań oraz brak zgody na przyłączenie się do nowej kongregacji rzymsko-toskańskiej. W obszernym liście Savonarola oddalił zarzuty, powołując się m.in. na francuskiego teologa Jana Gersona i jego tezę o wyższości soboru nad papieżem. Owa doktryna koncyliaryzmu przewidywała m.in. możliwość odwołania się od niesprawiedliwej ekskomuniki papieskiej do samego soboru.

Przez kilka następnych miesięcy Signoria była jednak zdominowana przez zwolenników Savonaroli i słała ciągle petycje do Rzymu w celu odwołania ekskomuniki, a sam Savonarola zaniechał wygłaszania kazań, usunął się w cień i oddał się pisaniu traktatów. Na przełomie 1497/98 r. powstało główne dzieło Savonaroli Triumphus Crucis (Triumf krzyża), stanowiące apologię katolicyzmu i niepodważające żadnego dogmatu - tak że nawet jeszcze w XVIII w. drukowała je Kongregacja Propagandy Wiary przy Kurii rzymskiej z przeznaczeniem dla misjonarzy. W tym samym czasie Savonarola napisał również Trattato circa il reggimento e il governo della citta di Firenze (Traktat o panowaniu i rządzie miasta Florencji), w którym - w ślad za św. Tomaszem z Akwinu - opowiadał się za monarchią jako ustrojem najlepszym, ale też najszybciej przeradzającym się w tyranię. W przypadku Florencji optował mimo to nadal za republiką rządzoną tylko przez część ludu, aby uniknąć ochlokracji. Z tamtego okresu pochodzi również Trattato contra di astrologi (Traktat przeciwko astrologii), wyrażający wiarę w przyszłość zaplanowaną przez Boga.

W związku z przedłużającym się brakiem odpowiedzi ze strony papieża i fiaskiem starań Signorii Savonarola przerwał milczenie w dniu Bożego Narodzenia 1497 r., kiedy w kościele klasztornym San Marco odprawił 3 msze śpiewane, w czasie których - mimo ekskomuniki - rozdawał Komunię Świętą.

W Wielkim Poście 1498 r. rozpoczął serię kazań atakujących papiestwo i podważających doktrynę o nieomylności papieża w sprawach wiary. Użył przy tym sformułowania, że ekskomunikę można tanio kupić. 25 lutego 1498 roku Aleksander VI wezwał dwóch przedstawicieli Florencji w Rzymie i zagroził rzuceniem interdyktu na miasto, jeżeli Signoria nie zmusi Savonaroli do milczenia i nie zaprzestanie jego popierania. Zażądał doprowadzenia kaznodziei do Rzymu pod silną strażą. Sugerował, że Florencja może być obłożona sankcjami ekonomicznymi, jeśli nie posłucha papieża. Wymiana korespondencji między Aleksandrem VI a Signorią (która ciągle się wahała) trwała przez kilka następnych tygodni.

Spadek poparcia

Tymczasem Savonarola wysłał pisma do kilku chrześcijańskich królów z sugestią, aby doprowadzili do zwołania soboru powszechnego w celu złożenia "niegodnego" papieża z tronu. Jeden z listów dostał się w ręce zwolenników papieskich i od tej pory liczba sympatyków Savonaroli zaczęła się zmniejszać. Opuszczali go nawet ci, którzy byli mu wierni od lat. W marcu 1498 franciszkanin Francesco di Puglia, wygłaszając kazanie w Prato, wezwał Savonarolę do przebycia tzw. "próby ognia" (czyli do przejścia między dwoma płonącymi stosami) dla udowodnienia prawdziwości swych słów i nauczania. Na ochotnika do tej samej próby zgłosił się wówczas bliski współpracownik Savonaroli - dominikanin Domenico Buonvicini, ale publiczność oczekiwała, że sam charyzmatyczny kaznodzieja zechce przejść przez ogień. Ostatecznie w dniu próby (7 kwietnia 1498) spadł ulewny deszcz i zagasił stosy, co interpretowano jako wmieszanie się sił diabelskich.

Uwięzienie

Następnego dnia, w Niedzielę Palmową, Signoria, opanowana przez arrabbiati, wydała dekret o wygnaniu Savonaroli z miasta oraz zakaz wygłaszania kazań przez wszystkich dominikanów. Kilka godzin później doszło do zbrojnego tumultu, kiedy podburzony tłum zaatakował klasztor San Marco. Savonarola zdecydował oddać się pod opiekę Signorii, która obiecała mu zwolnienie po krótkim przesłuchaniu. Tymczasem zamknięto go w celi i poddano 3 cyklom przesłuchań, prowadzonych przez specjalną komisję. Towarzyszyły temu tortury, polegające na wiązaniu rąk i podnoszeniu za ramiona na sznurze, co powodowało zwichnięcia stawów. Wymuszone tą drogą zeznania nie miały wartości dowodowej, gdyż zaraz po torturach Savonarola je odwoływał.

Tablica upamiętniająca egzekucję Savonaroli na Piazza Della Signoria we Florencji

W czasie tych dni Savonarola zdołał jeszcze spisać swoje medytacje więzienne zatytułowane Miserere mei, Dei (Zmiłuj się nade mną, Boże), będące świadectwem głębokiej wiary. Mimo żądań papieża Signoria nie zgodziła się na przewiezienie Savonaroli do Rzymu i śledztwo - wraz z procesem - odbyło się we Florencji. Przystano na obecność 2 komisarzy papieskich w ostatnim etapie.

Wyrok śmierci

22 maja 1498 komisarze ci wydali wyrok śmierci na Savonarolę i jego dwóch współtowarzyszy niedoli: braci Domenica Buonvicini i Silvestra Maruffi. Uznano ich za heretyków i schizmatyków, zdegradowano i przekazano Signorii, która skwapliwie zatwierdziła i wykonała wyrok 23 maja na placu publicznym, gdzie skazańców najpierw powieszono na szubienicy, a potem ich ciała spalono na stosie, aby nie pozostała po nich żadna relikwia.