Jeho život bol prvýkrát opísaný v biografii Giorgia Vasariho Vite (Životy). Leonardo sa narodil v dedinke Anchiano, blízko mesta Vinci v Taliansku. Bol nemanželské dieťa. Jeho otec, Piero da Vinci, bol mladý právnik a jeho matka, Caterina, bola pravdepodobne sedliackym dievčaťom, podľa [2] sa predpokladá, podložené chabými dôkazmi, že bola otrokyňou zo Stredného Východu, ktorú vlastnil Piero. Keďže sa narodil pred zavedením modernej konvencie o menách v Európe, jeho celé meno bolo "Leonardo di ser Piero da Vinci", ktoré znamenalo "Leonardo, syn pána Piera z Vinci". Leonardo sám jednoducho podpisoval svoje práce "Leonardo" alebo "Io, Leonardo" ("Ja, Leonardo"). Mnoho autorít preto spomína jeho práce ako "od Leonarda", a nie "od da Vinciho". Meno svojho otca nepoužíval pravdepodobne kvôli svojmu nelegitímnemu postaveniu. Leonardo vyrastal so svojím otcom vo Florencii. Celý svoj život bol vegetarián. Okolo roku 1466 sa stal učňom maliara Andreu del Verrocchio. Neskôr sa stal nezávislým maliarom vo Florencii. V roku 1476 bol anonymne obžalovaný z homosexuálneho styku so 17-ročným známym prostitútom, Jacopom Saltarellim, ktorý mu stál ako model. Spolu s ďalšími troma mladými mužmi ho obvinili z homosexuálneho správania. Nakoniec bol pre nedostatok svedkov oslobodený. V nasledujúcom období bol Leonardo a ostatní pod prísnym dohľadom florentských "Nočných strážnikov" — renesančnej obdoby mravnostnej polície. Tvrdenie, že Leonardo bol homosexuál, sa všeobecne akceptuje. Najdlhší vzťah mal s krásnym delikventom Gianom Giacomom Caprottim da Oreno, ktorého nazýval Salai (malý diabol) a ktorý vstúpil do jeho služieb vo veku 10 rokov ako jeho sluha a asistent. Leonardo podporoval Salaia dvadsaťpäť rokov a vo svojom testamente mu zanechal polovicu svojich vinohradov.Asi od roku 1482 do roku 1499 Leonardo pracoval pre Ludovica Sforzu, vojvodu Milána [3], kde si založil aj vlastnú dielňu s učňami. Sedemdesiat ton bronzu, ktoré bolo pripravených na Leonardovu sochu "Gran Cavallo" (Veľký kôň) padlo za obeť (boli použité na výrobu pušiek) vojvodovmu pokusu zachrániť Miláno pred Francúzskom Karla VIII. v roku 1495 — pozri tiež Talianske vojny. Keď sa v roku 1498 Francúzi už za vlády Ľudovíta XII. vrátili, Miláno padlo bez boja a Sforza bol zvrhnutý [4]. Leonardo istý čas ostal v Miláne, až kým jedného rána neuvidel francúzskych lukostrelcov trénovať na jeho hlinenom modeli sochy "Gran Cavallo" v polovičnej veľkosti. Odišiel spolu so Salaiom a jeho priateľom (a vynálezcom podvojného účtovníctva) Lucom Paciolim do Mantui, z ktorej po dvoch mesiacoch pokračoval do Benátok, a odtiaľ späť do Florencie na konci apríla 1500. Vo Florencii vstúpil do služieb Cesara Borgiu, syna pápeža Alexandra VI., zvaného "Vojvoda Valentino", ako vojenský architekt a staviteľ. V roku 1506 sa vrátil do Milána, vtedy už v rukách Maximiliana Sforzu, potom ako švajčiarski žoldnieri vyhnali Francúzov. V roku 1507 sa Leonardo stretol s výnimočne krásnym 15-ročným aristokratom, grófom Francescom Melzim. Melzi sa stal jeho žiakom, životným druhom a dedičom. Od 1513 do 1516 žil v Ríme, kde v tom čase pôsobili maliari ako Rafael a Michelangelo; hoci s nimi neudržiaval kontakty, predpokladá sa, že zohral hlavnú úlohu v premiestnení 'Davida', majstrovského diela Michelangela. Michelangelo bol z toho, podľa všetkého, nie veľmi nadšený. V roku 1515 František I. znova obsadil Miláno, a Leonardo bol poverený vytvorením dekorácie (mechanického leva) pre mierové rozhovory v Boloni medzi francúzskym kráľom a pápežom Leom X., kde sa musel prvýkrát stretnúť s kráľom. V 1516, vstúpil do Františkových služieb a využíval panské sídlo Clos Lucé hneď vedľa kráľovskej rezidencie na kráľovskom zámku v Amboise [5], a dostával štedrú penziu. S kráľom sa stali blízkymi priateľmi. Zomrel vo Francúzsku v meste Cloux roku 1519 [6]. V súlade s jeho poslednou vôľou nasledovalo jeho truhlu 60 žobrákov. Bol pochovaný v Kaplnke Saint-Hubert na zámku Amboise.