在佛罗基俄门下，达·芬奇不仅学习了素描、绘画与雕刻，同时还积极从事科学研究，这是因为文艺复兴时期的美术比较注意吸收当时一切科学的成就，以数学、透视学、解剖学的研究成果来加强自己在造型方面的知识。在老师的工作室中，达·芬奇不仅学习了对人物外貌和精神做精确描绘的方法，还学会了怎样将自己观察到的东西表达出来。此外，在做学徒的几年里，达·芬奇还接触到了一些颇有成就的数学家、医学家、天文学家，从他们那里学到了很多科学知识，培养了他以后从事科学研究的兴趣。
在佛罗伦萨，达·芬奇一直住到1483年，那一年他三十一岁。1483年，他决定离开佛罗伦萨去依附米兰大公，他先写了一封信给大公。傅雷在书中介绍了这封至今尚存的信的奇怪内容。
达·芬奇在这封信中像商人一样，天真地描写了他所能做的一切，他说“他可以教大公知道只有他个人所知道的一切秘密；他有办法造最轻便的桥用来追逐敌军；也有办法造最坚固的桥不怕敌人轰炸；他会在围攻城市的时候使河水干涸；他有毁坏炮台基础的秘法；他能造放射延烧物的大炮；他会造架载大炮的铁甲车，可以冲入敌阵，破坏最坚固的阵线，使后队的步兵得以易于前进。如果是海战，他还可以造能抵御最猛烈的炮火的战舰，以及在当时不知名字的新武器。在太平的时代，他将成为一个举世无双的建筑家，他会开掘运河，把这一省的水引到另一省去。他在那封信里也讲起他的绘画与雕塑的才能，但他只用轻描淡写的口气叙述，似乎他专门注重他的工程师的能力”。
其实达·芬奇的才能还有些没有讲到，在这里不妨提一提。在谢新吾、李长敏编著的《达·芬奇》一书中，详细地列举了达·芬奇各方面的才能：
作为雕塑家的达·芬奇。达·芬奇曾经为鲁德维柯公爵铸塑过一座巨大的骑马铜像，后来由于熔铸的技术问题，没有完成；但见过原制巨大泥像的人，都声称这件作品气魄之雄壮、宏伟堪称空前绝后，这一模型在法国入侵米兰时被“毁坏无遗”。
作为解剖学家的达·芬奇。为了研究绘画，达·芬奇曾专门研究过人体结构和人体解剖，他有不少关于解剖学的著作，其中有一册素描，里面是他细心摹画下的许多他亲自解剖下来的尸体，包括全身的骨骼、神经、肌肉的位置与结构等等。他还写过一本论马的筋骨的著作，可惜后来丢失了。
作为发明家的达·芬奇。达·芬奇是潜艇的创始人，他还发明了汽艇，幻想用这些东西来征服海洋、大地和天空，但是他的很多设想由于得不到资助而难以成为现实。
作为哲学家的达·芬奇。“直到逝世之日，他始终是一个哲学家。他十分需要他的哲学。因为他没有别的东西。他献给世界超等的雕像和绘画，但得到的报酬只是空洞的赞美。”《大画家传》中这样评价达·芬奇。的确，在他的笔记本内，写满了对于生与死的深刻观察。
或许是上面那封信打动了米兰大公的心，不久后他就到米兰大公府中去服务了，直到1499年方才离去，这十六年是达·芬奇一生创作最丰富的时代。
在漂泊的生涯中，达·芬奇从事科学研究的时间比较多，即使这样他还是创作了不少杰出的作品。
他的另一幅伟大作品《蒙娜丽莎》就绘制于1501一1504年之间。在1506年，达·芬奇为佛罗伦萨议会大厅制作了壁画《安加利之战》，画中描绘了佛罗伦萨军与伦巴底军之战。这幅壁画没有存留下来，但传下来不少关于战争的素描稿。在这些画中，大师描绘了震撼人心的残酷的厮杀，他称之为“最兽性的疯狂行为”。这幅画表明他不仅是个艺术家，由于对人类行为与命运的观察与研究，他又成为一个哲学家。
在达·芬奇绘画的议会大厅的另一面墙壁上，佛罗伦萨市政厅同时请了米开朗琪罗来绘画。他们两人都是本地人，都是雕塑家和画家，都是声名远播，备受赞扬。整个佛罗伦萨都在观看他们两个将如何做，看谁画得更好。达·芬奇和米开朗琪罗同时着手为壁画描绘草图，结果形成了当时两位最伟大的画家史无前例的竞赛。仿佛受到了互争高下的鞭策，向来进度很慢的达·芬奇在短促的时间里完成了草图工作。
遗憾的是，这两位大师都没有完成作品，只留下了一些草图。即使对这些草图，令人惊异的赞誉也早已传遍了整个意大利，艺术家们从各个城市赶往这里，以便能亲眼看到这些草图。这个时期的另一位大师拉斐尔那时还是一个年轻的画家，当他的老师问他对哪一幅草图更感兴趣的时候，拉斐尔回答说：“两个人我都喜欢，两个人，老师，请你相信，我说这个是发自内心的，如果我对达·芬奇先生表示尊敬，那对米开朗琪罗先生是不公正的，那我就会感到于心不安。”
在这场艺术比赛中，两人都没有成为失败者。
1516年，达·芬奇移居法国，三年后在法国去世，享年六十七岁。
达·芬奇的人品
艺术家是贫困的。在米兰时，达·芬奇的名气和声望都达到了鼎盛时期，但是，他却几乎一贫如洗，这是由于政局恶化，宫廷断了他的供给。他几乎走投无路了，他的花销大，而手下的学生和助手要吃饭穿衣，作画还要购买许多材料。万般无奈，达·芬奇只好给米兰大公写信，在信中，他写道：“我不想放弃我的艺术……我冒昧奉陈，提醒殿下注意我的事情和我被弃置的艺术……我以为您服务为生……关于骑马塑像，我不说什么了，因为我知道我只好是领两年的薪资了……”为了生活，达·芬奇和他的学生不得不去卖画，去画一些很快就可以画好的赚钱的作品，直到米兰大公馈赠给他一些土地为止。但是很快，米兰被法国军队攻破了，艺术家不得不面对具体的生活困境，可达·芬奇依然坚持自己的艺术事业。
他的传世之作《最后的晚餐》是应圣玛丽亚·格雷契修道院之约绘制的，共花去了他三年的时间。
据说他画这副巨作用了这么长的时间，使不懂艺术的修道院院长十分不满，他责难达·芬奇是有意怠工，并且打算催促他一刻也不要停地作画。他自己不好意思去催逼达·芬奇，便在他的总管面前不停地唠叨，要他去找达·芬奇谈谈，为什么老是站着不动笔。
总管没有办法，只好硬着头皮去找达·芬奇，用委婉的方式示意他快点作画，并且尽量让达·芬奇理解这不是他的本意，而是院长的旨意。大师并没有生这位总管的气，还和他谈了谈绘画的艺术性的问题，最后向他严肃地表示：自己将会很快完成这幅壁画，目前的困难只是剩下两个头像需要刻画，一个是基督，另一个就是叛徒犹大。基督的头像很快就可以完成，最后犹大的模特儿还需要寻找，如果实在找不到适当的模特儿的话，他准备就用这个令人讨厌的、粗暴而毫无知识的院长的头像去刻画。
总管听了感到又同情又好笑，他会意地告诉达·芬奇：大师的话是正确的，他本人完全理解。从此以后，那位可怜的院长终日坐立不安，再也不敢来打搅大师的工作了。据说米兰大公来看完成的《最后的晚餐》时，看到犹大的面孔忽然笑了起来，说：“犹大简直和修道院院长一模一样，他妨碍你的工作，不给你安宁，你非常巧妙地报复了他，让他永远留在这张桌子的后面吧。”
达·芬奇以自己的幽默和天才保持了自己的尊严，维护了自己艺术创作的自由。
完成这幅画之后的次年，达·芬奇就离开了米兰，回到了佛罗伦萨。从此以后他开始到处飘泊，1501年他从佛罗伦萨来到威尼斯，1507年又回到米兰，六年后去罗马，在罗马呆了两年之后，又到法国定居，一直到1519年他去世。
据说他在法国的时候，法国国王曾以上宾之礼来迎接他，他临死时，法王亲自去向他告别。这种礼遇在当时的艺术家中是很少见的，因为当时最有度量的保护人也不过将艺术家看做是稀有的工人，只有法国国王对达·芬奇是怀着敬爱之情的。
达·芬奇对自己的评价是很谦虚的。在晚年的时候，达·芬奇曾经辛酸地写道：“我从未完成一项工作。”的确，他的生命，就像他说的那样是一条没走完的路，路上撒满了崇高的未完成的作品的零章碎片。人们难以想象，假如上帝假以时日，这位伟大的天才会完成多么宏伟的成就，即使作为一位“从未完成一项工作”的人，他仍是世界上最有智慧的人。他的设想和宏伟抱负不能实现是由客观的时代，包括当时的政治形势和科技水平决定的，丝毫不能抹煞他作为现代一切科学先驱的伟大形象。
当达·芬奇去世的时候，他的学生兼朋友麦尔基写道：“达·芬奇之死，对每一个人都是损失，造物者是无力再塑造一个像他这样的人物了。”对达·芬奇的评价之高是无出其右了。
而对人的评价和要求一向甚为严格的傅雷，在面对达·芬奇这位天才时，也禁不住要发出他的惊叹了：“在文艺复兴时期，身心和谐，各种官能达到均衡发展的人群中，莱奥纳多是一个惊人的代表。”
达·芬奇的出现，标志着文艺复兴盛期的来临，他在各个领域都做出了杰出的贡献，留下了一些未竟之业。他对当时美术的影响是十分重大的。可以大胆断定，在文艺复兴盛期，意大利以及其他各国的任何一位杰出的美术家，都曾仔细研过达·芬奇的作品。对以后几个世纪来说，达·芬奇的艺术始终是人类天才的最高成就之一。
达·芬奇的艺术
《最后的晚餐》是达·芬奇重要的作品，他是应圣玛利亚·格雷契修道院的订约而创作的。这幅画始作于1495年，1498年才完成。经过近三年的顽强劳动，这幅壁画公之于世，它使当时最伟大的艺术家达·芬奇的名字闻名遐迩。
《最后的晚餐》是一个常见的题材，表现的是耶稣已经知道自己的不幸降临时，在与门下众弟子一起共进晚餐的席上，宣布说：“你们中间有一个人出卖了我。”这句话对耶稣的门徒来说，是如此出乎他们的意料之外，使每一个人从内心深处感到震惊。因为这句话预告了他们的老师即将死亡，同时使他们信任的感情和相互的团结受到了打击，这是由于叛徒就在他们之中。达·芬奇抓住耶稣说完那句话的瞬间，着意刻画门徒们所表露出来的极其复杂的、各不相同的心理反应。画家赋予画中每个人物以鲜明的性格气质，紧紧抓住了每个门徒对耶稣的话所做出的反应。
文艺复兴早期的画家们在《最后的晚餐》结构中，一般都使一排人坐在桌子后面，互不相干，同一种姿势重复出现，而把叛徒犹大隔开，单独安排到桌子的另一面。而达·芬奇却摒弃了这种结构。
这幅画的群像，布置得十分合理。基督居于画面的中间位置，门徒对称地坐在两旁，每边六人，三个人一组，这些组合是由每个人的心理变化和感情联系自然结合在一起的，画中人的情绪造成画面的气氛有动有静，有声有色。
俄国艺术史家拉扎列夫有一段话，细腻地描绘了画中十二个门徒各自的心境：
“如同向水里扔一块石头，激起轩然大波，在死一般的寂静中，耶稣的这句话，在晚餐桌上引起了最强烈的激动，一刹那间使晚餐处在一种绝对寂静之中。对耶稣的话特别冲动的是坐在他左手边的三个门徒。他们形成了不可分的一组，被一个统一的意志和统一的动作支配着。年轻的菲利浦从座位上蹦起来，困惑不解地转向耶稣。老成的雅可夫，抑制忿怒，摊开双手，向后挪了挪身子。福邓举起一只手好像急于弄清所发生的事。位于耶稣另一方的几个人，则处于完全不同的精神状态中。他们离中心人物有一大段距离，他们的动作要矜持得多。
犹大明显地急转过身子不安地抓住钱袋，惊慌地看着耶稣；他阴暗、丑陋、粗俗的侧影，与委决不下地把头侧于肩际、沉静地把手置于桌上、美丽的脸庞被照得鲜明的雅安，成了强烈的对比。犹大和雅安之间伸过来彼得的头，他向雅安弯下身子，左手放在他的肩上，在他的耳边悄悄地说着什么，与此同时，好像他的右手毅然握住佩剑，想用它来保卫自己的师长。坐在彼得旁边的三个门徒都转向了同一个方向。他们凝视着耶稣，向他询问变节者。在桌子对面的一端是另一个人，年事已高的法捷依，好像要从他那里得到对眼前事件进一步的解释。然而，后者困惑不解的手势表明，他也苦于不知底细。”
到此为止，画里十三个人的外貌、情绪和性格特征，活灵活现地印入我们的脑海中，观赏画的人好像跟随画中人经历了这一严重的时刻。这是一群典型的人物，具有典型的性格，处在典型的环境中。画面具有戏剧冲突的舞台艺术效果，是一幅具有划时代意义的情节性历史画。在达·芬奇以前，曾有不少画家都描绘过这一题材，但只有达·芬奇的《最后的晚餐》成为空前的杰作。
在艺术形式的处理上，《最后的晚餐》也是极为完整和成功的。达·芬奇在使每一个人物具有充分表现力的同时，把这十三个人有机地组合起来，既有区别又紧密联系，保持着完整和统一。这样的一致，首先来自于作为中心形象的基督无可置疑的领导作用。