當時新文化的最大中心是佛羅倫薩。佛羅倫薩新文化的最光輝成果是藝術──建築、繪畫和雕刻。佛羅倫薩藝術家們處處以古典藝術作爲自己創作的榜樣。建築家布魯列尼斯奇和雕刻家多納太羅，還專門到古羅馬的廢墟上去尋找古典藝術遺物。他們在殘垣斷壁、碎磚爛瓦中認真揣摩，逗留了很久，住在附近的人還以爲他們是挖掘寶藏的人呢！事實上他們也確實挖到了“寶藏”，那就是古典藝術知識的無價之寶。通過這樣腳踏實地的認真學習，他倆掌握了古典藝術的真髓，後來都成了最傑出的藝術大師。
布魯列尼斯奇建造的佛羅倫薩大教堂的中央圓頂，有20多層大樓那樣高，像山峰一樣雄峙城中，顯得無比的雄偉和美麗，大大超過了中世紀的其他教堂。多納太羅的雕像作品逼真生動。他爲帕都亞城雕刻了一個軍人的騎馬像，放置在城中廣場上。這座像雄姿勃勃，充滿生氣，人和馬的雕刻都非常完美，被稱爲羅馬古代以來從未見過的傑作。在這樣光輝的作品面前，所有的意大利人都感到興奮和自豪。
1452年的4月15日，達·芬奇出生在夜幕降臨三個小時後”在芬奇的托斯卡納小山鎮，阿爾諾河流過的山谷附近，當時這個地方是美第奇家族統治下的佛羅倫薩共和國的領地。
達·芬奇的父親叫瑟·皮耶羅·達芬奇，是佛羅倫薩的法律公證員，因此十分富有。他的母親卡泰麗娜是農婦。達·芬奇是他們的私生子。達·芬奇並沒有一個真正意義的姓，他的全名意思是：“芬奇鎮梅瑟·皮耶羅之子——列奧納多”。他名字中的“ser”只表明他的父親是一個紳士。
關於達·芬奇的童年我們所知甚少。他五歲前和母親一起居住在芬奇的村鎮，達·芬奇沒有正式地學過拉丁語、幾何和數學。後來，達芬奇記錄了他小時候的兩次小意外。一次是，有一隻鳥在他的搖籃上空盤旋，它尾巴上的羽毛掃到了他的臉。還有一次，他在山裡探索時發現了一個洞穴，雖然害怕裡面會藏有怪獸，但在好奇心的驅使下最後還是進去一探究竟。.
達·芬奇的童年已成歷史疑案。十六世紀文藝復興時期的傳記作家兼畫家喬爾喬·瓦薩里，記述了一個當地的農民做了一個盾牌，請達·芬奇的父親皮耶羅在盾牌上作畫。兒子達·芬奇在上面畫了一個吐着火舌的怪獸。這張畫栩栩如生，令人覺得十分恐怖，皮耶羅便把它賣給了佛羅倫薩的藝術中介，藝術中介又把這幅畫賣給了米蘭的公爵。然後皮耶羅才用轉讓這幅畫賺的錢給那個農夫買了一個新盾牌，上面繪有一個被箭穿過的紅心。
我們比較熟悉的達·芬奇形象基本上來自於他那幅著名的自畫像，所以一提起列昂納多，我們總是想到一個哲學家般的睿智長者。其實，達·芬奇年輕時代可是意大利佛羅倫薩聞名遐邇的美男子呢。
他的老師韋羅基奧雕塑的那俊美非凡的青銅大衛像據說就是以年輕的達·芬奇爲模特。達·芬奇藝術生涯發展得最順利的時期是在1482年--1499年的米蘭。達·芬奇的七絃琴彈得不錯，他首先是作爲一個音樂家而不是畫家或者發明家出現在米蘭出名的。這期間他的繪畫作品不多，但其無與倫比的才能卻極受米蘭大公盧多維科·斯福爾扎的青睞。
1499年爲躲避戰亂達·芬奇在曼圖亞和威尼斯等地旅遊並進行一些科學研究。1500年達·芬奇回到佛羅倫薩並開始創作《蒙娜麗莎》。《蒙娜麗莎》運用了透視法等多種繪畫方法。這之後達·芬奇再去米蘭，並繼續服務於米蘭宮廷。
1513年移居羅馬，羅馬對於列昂納多來說並不是很討人喜歡的地方。他在那裡做了短暫的停留，見到了米開朗基羅和其他當時在羅馬的藝術家，但並沒有顯露他任何的藝術天才。他在那裡基本上是研究一些類似於魔法的小把戲，以至於羅馬人當他是巫師一類的人物。1516年達·芬奇赴法國，最後定居昂布瓦斯。
晚年極少作畫，潛心科學研究，去世時留下大量筆記手稿，內容從物理、數學到生物解剖，幾乎無所不包。他一生完成的繪畫作品並不多，但件件都是不朽之作。其作品具有明顯的個人風格，並善於將藝術創作和科學探討結合起來，這在世界美術史上是獨一無二的。學術界一般將其創作活動分爲早期和盛期兩個階段。
文藝復興人文主義在科學與藝術之間並無相互排斥的極端現象。達·芬奇鑽研科學、工程領域就像他的藝術作品般令人難忘與突出。手稿中約13，000頁的筆記與繪畫全是混合藝術與科學所組成的紀錄。這些紀錄是達·芬奇在歐陸行程中透過觀察周遭並不斷的創作而來。
左撇子的他終其一生均以鏡像寫字。對左手寫作者來說，將羽毛筆由右向左拉過來寫比由左向右推過去寫容易，而且不會將剛寫好的字弄糊。因此，他的日記都是鏡像字。
在科學上，達·芬奇是一個鉅細靡遺的觀察家，能以極精細的描述手法表示一個現象。但卻不是透過理論與實驗來驗證。因爲缺乏拉丁文與數學的正式教育，同時期的學者大多未注意到在科學領域中的達·芬奇。而達·芬奇則靠自學懂得拉丁文。也曾有人說達·芬奇打算髮表一系列包含各種主題的論文，但終未實現。
達·芬奇所繪的菱方八面體，1509年出現在盧卡·帕西歐裡的《神聖比例》中。達·芬奇在師從韋羅基奧時開始認識人體解剖學。當時韋羅基奧堅持要所有門徒學習解剖學。當達·芬奇成爲成功的藝術家時，得到於佛羅倫斯聖瑪麗亞紐瓦醫院解剖人體的許可。之後他在米蘭馬焦雷醫院以及羅馬聖靈醫院；第一個意大利本土醫院)作業。西元1510至1511年，則與托爾醫生；1481年—1511年)共同工作。30年內，達·芬奇共解剖了30具不同性別年齡的人體。當與托爾醫生共同工作時，達·芬奇準備出版解剖學理作品並制繪了超過200篇畫作。
然而，他的書直到西元1680年(辭世161年)才以《繪畫論》爲名出版。除人體外，達·芬奇也解剖了牛、禽、猴、熊、蛙以作爲解剖結構比較。達·芬奇畫了許多人體骨髂的圖形，同時他也第一個具體描繪脊骨雙S型態的人。他也研究骨盆和骶骨的傾斜度以及強調骶骨不僅非單一形態，而且是5個椎骨組成。達·芬奇也能卓越的表現頭骨的形態以及腦部不同的交叉截面圖(橫斷面、縱切面、正切面)。
他畫了許多圖包括肺臟、腸繫膜、泌尿道、生殖系統。他是第一個畫出腹中胎兒(他希望瞭解“生育奇蹟”)同時也是第一個畫出腹腔中闌尾的人。此外達·芬奇經常描繪頸部和肩膀的肌肉和肌腱。西元2005年，達·芬奇的畫作激發一位英國心臟外科醫師領先發展一個修補受損心臟的新方法。
他可說是局部解剖圖宗師，不僅研究人體解剖表現傑出，而且在涉獵其他動物解剖時一樣表現出色。達·芬奇不只關心身體結構，也關心生理功能，這使得他變成解剖學家和生理學家。他積極尋找外觀有明顯生理缺陷的人作爲模特兒以便畫成滑稽的畫作突顯生理功能的意義。值得一提的是達芬奇可以同時一手作畫一手寫字。
基於人體解剖研究也使得達芬奇設計出史上第一個機器人。這個被稱作達·芬奇機器人的設計可能是在西元1495年完成但直到西元1950年代才被發現。不知這個設計是否要作成實體。