Vinci falucskában született Empoli mellett. A virágzó renaissance műveltségének úttörője. Mint gondolkodó és tudományos kutató a természettudományok és mechanika terén megelőzte kortársait. Tanulmányozta az ember és a ló anatómiáját, a vonal, levegő és a szín perspektíváját. Fizikai tanulmányai kiterjedtek az emelőre ható erők, a súrlódás törvényeire, a súlypont és a lökés hatásaira, a repülés törvényeire, az optikában a színes árnyékra, az írisz mozgásaira, benyomások tartamára a szemben. Lodovico Sforzához írt levelében elsősorban mint mérnök és a háború technikusa, hidak, ostromló készülékek, fegyverek készítője ajánlkozik és csak utoljára mint festő és szobrász. Csak tudunk róla, hogy mesterileg játszott a lanton, mi több, egy tisztán ezüstből való új lantot is konstruált és híres volt rögtönzött költeményeiről, de belőlük, sajnos, egy sem maradt ránk. A milanói "Accademia Leonardo da Vinci" számára készült festészetről írt tanulmányai ("Trattato della pittura") telve vannak új megfigyelésekkel e téren, melyek sarktételei "A festészet a világosság és sötétség keveréke az összes egyszerű és összetett színek különféle fajából". "A művész, aki csak más művészeket és nem a természet alkotásait tanulmányozza, unokája, de nem fia a természetnek, minden jó mester tanítójának". Állandóan jegyzőkönyv volt nála és abba írta megfigyeléseit, melyeket rajzokkal kísért. Mintegy 5000 kéziratos lap többnyire tükörírásban, mert balkezes volt, tollrajzokkal tarkítva maradt utána. Mindenfelé elszórt szén-, vörös kréta-, finom ónrajzai és életteljes, szellemes tollrajzai hagyatékának egyik legbecsesebb részét alkotják, melyek művészi alkotási módjába a legszélesebb bepillantást nyújtják, mert aránylag kevés képe maradt fönn és azok közül is több rongált vagy be nem fejezett állapotban. Szobrait hasonló balsors érte, csak tervek maradtak róluk vagy modelljeik is elpusztultak. Jelentőségéről legtisztább fogalmat, mint festőről nyerünk ránk maradt képeiben. E téren is oly sok újat talált, hogy kifejezési eszközeiben örök kísérletező maradt. Mindenekelőtt a festészetet természettudományi alapra helyezte, a természet-megfigyelés az alapja nála mindennek. Ő az első festő, aki az emberi test formáit az anatómia és fiziológia igazi törvényei szerint ábrázolja. De nemcsak a dolgok felülete, a külső formák, mozdulatok, rövidülések érdekelték, hanem az ábrázoltak lelki világa is. Ezért tanulmányozta az emberek arckifejezését, az ifjúság napfényes szépségét, a női báj gyengéd kedvességét, az öreg test petyhüdt leromlását, az emberi arc abnormitásait, amint a karakter fejeződik ki rajta, innen rajzai közt a sok szép fiatal arc mellett a sok karikatúra. Test és lélek az ő főproblémája. Arcképeiben nemcsak az ábrázoltak egyéniségét adja, hanem valamit a magáéból, mely azoknak valami magasabb lét varázsát kölcsönzi, közeledést egy általa alkotott ideához. Szinte ellentétes vonásokat egyesített magában, erős és gyenge egyformán hatalmasabb volt. A csatát, a mozgalmasságot ép úgy ábrázolta, mint a csendes, gyengéd érzéseket, a szörnyeket, mint a földöntúli szépséget. "Nem látod hányféle állat van, fa, fű és virág, hányféle a hegyes és sík tájék, forrás, folyam, város, hányféle a ruha, dísz és művészet?" Az antik öröm, a szépség, boldogság, az érzékek földi világának festője volt a korábbiak vallásos aszketizmusa helyett. Festői stílusa is új, nála a quattrocento szögletessége helyébe a kerek, lágy vonalak lépnek, a fény és árnyék által való modellálás, a tarka színek helyett a színek harmóniája, a körvonalak levegős elmosása, a tónusok egybeolvadása. "Arra vigyázz, hogy az árnyékok és fények vonalak és körvonalak nélkül, miként a füst menjenek által egymásba". Ami pedig kiváltképp a cinquecento egyik megalapítójává teszi, az az alakoknak egymáshoz és a térbe helyezése: a kép új geometriai elrendezése, néhány alaknak egy térpiramisba helyezése, több alaknak egy-egy geometriai csoportba foglalása, a quattrocento egy síkba helyezett, szétfolyó elhelyezése helyett. Iskolája csak Lombardiában fejlődött, de művészetének passzív, nőies része, ifjú, szép női testek modellálása és nem az Úrvacsora szigorú fölépítése, sem az Anghiari csata kartonjának mozgalmas csoportosítása talált itt követőkre. Léda, a szép női fél aktok mentek át a lombardiai festészetbe.

Élete folyásának főbb eseményei a következőkben foglalhatók össze: Piero da Vinci jegyzőnek és egy Caterina nevű parasztleánynak a törvénytelen fia volt és nagyszüleinek házában nevelkedett. A 60-as években Verrocchio műtermébe lépett, ahol még 1476-ban is kimutatható. 1472-ben a Compagnia di S. Luca, a festők céhének tagja. 1482-ben pedig Lodovico il Moro herceg hívására Milanóba költözik, kinek udvarában nemcsak mint szobrász és festő, hanem mint mérnök s technikus is tevékeny és ő rendezi az ünnepélyeket és látványosságokat. A herceg bukásával 1499 végén kénytelen elhagyni Milanót. 1500-1506-ig ismét Firenzében tartózkodik, közben 1500-ban mint hadimérnök Velencében, mint arcképfestő Mantuában, 1502-ben mint már mérnök különböző helyeken fordul meg, majd hasonló minőségben Cesare Borgia szolgálatában állt Milanóban, Rómában és Franciaországban élt ezután; 1506-13-ig Milanóban, 1513-ban Rómában van jelen X. Leó pápaválasztásánál, de intrikák következtében 1516-ban elhagyja Rómát. 1516 végén I. Ferenc Franciaországba hívja, hol a király az Amboise melletti Cloux kastélyt jelöli ki lakásul számára, ide kedvelt tanítványa, Melzi is elkísérte és itt halt meg 1519-ben.

Első fiatalkori korszaka 1430-ig tart. Első datált munkája Az Arno völgye című tollrajza, amelyen már feltűnik rendkívüli atmoszférateremtő képessége. Ez időben Verrocchio műhelyében nemcsak pontos kivitelt, de bájt és frissességet is tanult. A Medúza feje, melyről Vasari ír, elveszett. Első fennmaradt képe, az Angyali üdvözlet egyes részleteiben ugyan megragadó, de elrendezése - a pedánsan pontos perspektíva ellenére is - túlságosan merev. Ugyanez jellemzi Ginevra Benci arcképét is. A magabiztos komponálás először rajzain mutatkozott meg (ilyen például a Madonna a Gyermekkel és macskával).

Második korszaka (1480-1500) a nagyobb figurális kompozíciók kora, melynek legtöbbjéhez az előkészítő tanulmányok egész sora készült. Élükön a csak barna aláfestésben ránk maradt Királyok imádása áll. Ugyancsak az aláfestés állapotában van a Szt. Jeromos (1482, Vatikáni képtár) az anatómia és az erős rövidülés problémájával. E korszak és életének főmunkája azonban az Úrvacsora freskója. Ez időben a művészt még egy nagy szobrászi föladat foglalkoztatta, Francesco Sforza óriás lovas szobra. 16 évi előkészület után a sok rajzon és előtanulmányon kívül csupán egy kolosszális ló modell készült el belőle, melyet szintén a francia katonák pusztították el.

Élete harmadik és utolsó korszaka művészetének még nagy lendületét hozta, a fény és árnyékok ellentéte még fokozódik, a formák még inkább gömbölyödnek és a körvonalak egymásba folyása még jobban tökéletesedik. A komponálás magaslatán mutatja a Szt. Anna harmadmagával (1502 után, Louvre). Mária keresztben ül Anna ölében és a kis Jézust egy bárányra segíti. A 3 alakot egy kis helyen egy egyenlőszárú háromszög zárt formájába komponálta. Mária hajlása csupa szépség és mélység. Míg ez arcképben a cinquecento finom mérséklete él, barokkos mozgalmas volt az Anghiari csata elveszett kartonja. A karton 4 lovasában, kik a zászlóért csapnak egymásra, összpontosította az egész mozgást. Egy németalföldi rajz a Louvre-ban és Edelinck utána készült metszete adnak homályos fogalmat ma róla, 2 hozzá készült fejtanulmány-rajz van nálunk a Szépművészeti Múzeumban is. Ehhez hasonló probléma, az ugró ló foglalkoztatta a soha el nem készült Trivulzio lovas szoborban, melynek egy bronztanulmánya a mi Szépművészeti Múzeumunkban maradt ránk. Leonardo a portrét a természet belső erejének archetípusaként fogta fel. Keresztelő Szent Jánosán Szent János az árnyékból bukkan elő, hogy megörvendeztesse a nézőt Krisztus eljöveteléről szóló üzenetével. Utolsó idejének érzésvilága lappang sok rajzban és számos az ő eredetije után készült másolatban, a többi között a római Borghese képtárban fönnmarad Lédájában is. Geometriai feladatokkal teleírt lapokon elszórtan találkozunk a természetben megjelenő mozgások ábrázolásával, a vérkeringéssel, a szívvel, a madarak spirális röptével vagy több Vízözönt ábrázoló rajzán a romboló áradattal. A Vízözön-rajzokon a hidrodinamikus tanulmányaihoz alapul szolgáló örvények egy világegyetemet fenyegető áradás rémületes víziójává alakultak át

Leonardo rendkívül kevés képét fejezte be, s ezek közül is sok elveszett. Egyetlen szobor - kivéve a budapesti Szépművészeti Múzeum neki tulajdonított kis Lovas szobrát - vagy épület sem maradt fenn, amelyet egyértelműen neki tulajdoníthatnánk, és 1651-ig egyetlen írását sem adták ki. Hatása mégis felmérhetetlen a művészet szinte valamennyi ágában.