«Галилео» нес на борту спускаемый зонд, который должен был отделиться от основного аппарата и совершить ультразвуковой прыжок в неизвестные глубины юпитерианской атмосферы. Зонд отделился от «Галилео» в июле 1995 г., а 7 декабря началась стадия снижения. Вход в атмосферу происходил на сумасшедшей скорости — 47 км/с (приблизительно 170 000 км/ч). Однако за первые две минуты вхождения аппарата в атмосферу планеты сопротивление ее верхних слоев уменьшило его скорость до нескольких сотен метров в секунду. При этом спускаемый аппарат испытывал почти запредельные, достигавшие 230 g перегрузки, а примерно половина теплозащитного экрана, весившего 150 кг, полностью сгорела и испарилась.

На этом этапе миссия едва не закончилось катастрофой. Предполагалось, что спускаемый аппарат выпустит парашют, который должен был затормозить зонд до скорости 160 км/ч, что позволило бы приступить к измерениям параметров атмосферы. Но парашют раскрылся на минуту позже, чем планировалось, заставив ученых изрядно понервничать. Вообще-то парашют мог и вовсе не сработать, поскольку акселерометр, который должен был активировать открытие парашюта, был установлен задом наперед, и что именно заставило парашют в конечном итоге открыться, остается загадкой. После открытия парашюта зонд спустился еще на 156 км в атмосферу Юпитера. В течение часа он передавал на Землю данные телеметрии, которые дают нам картину химически разнообразного, неспокойного, пребывающего в постоянном движении мира.

В конце концов зонд погрузился во внутренние области атмосферы и разрушился под воздействием высокой температуры и давления: сначала расплавился парашют, затем началось свободное падение в глубины планеты. Поскольку у Юпитера нет твердой поверхности, части аппарата одна за другой постепенно плавились и испарялись, пока наконец его отдельные атомы не смешались со слоем жидкого металлического водорода в ядре Юпитера.