1452年4月15日22時30分，在意大利佛羅倫薩附近的海濱小鎮——芬奇鎮的一個名為安奇亞諾的小村莊裏，一個叫列昂納多·達·芬奇的小私生子誕生了。他的父親是佛羅倫薩有名的公證人，家庭富有。達·芬奇的童年是在祖父的田莊裏度過的。孩提時代的達·芬奇聰明伶俐，勤奮好學，興趣廣泛。他歌唱得很好，很早就學會彈七絃琴和吹奏長笛。他的即興演唱，不論歌詞還是曲調，都讓人驚歎。他尤其喜愛繪畫，常為鄰里們作畫，有“繪畫神童”的美稱。
皮耶羅確信兒子有繪畫天賦，便將小芬奇送往佛羅倫薩，師從着名的藝術家韋羅基奧，開始系統地學習造型藝術。此時的達·芬奇只有14歲。當時，皮耶羅受一位農民的委託，要畫一幅盾面畫。他聽説兒子會畫畫，想試試兒子的畫藝，便將這任務交給了小芬奇。小芬奇憑藉自己豐富的想象力，用了一個月的時間，畫成了一個駭人的妖怪美杜莎。這幅作品完成後，小芬奇請父親來到他的房間。他把窗遮去一半，將畫架豎在光線恰好落在妖怪身上的地方。皮耶羅剛走進房間時，一眼就看到了這個面目猙獰的妖怪，嚇得大叫起來。小芬奇則笑着對父親説：“你把畫拿去吧，這就是它該產生的效果。”
韋羅基奧的作坊是當時佛羅倫薩着名的藝術中心，經常有意大利人文主義者在這裏聚會，討論學術問題。達·芬奇在這裏結識了一大批知名的藝術家、科學家和人文主義者，開始接受人文主義的薰陶。達·芬奇在20歲時已有很高的藝術造詣，他用畫筆和雕刻刀去表現大自然和現實生活的真、善、美，熱情歌頌人生的幸福和大自然的美妙。
達·芬奇並不滿足他的這些才幹，他要掌握人類思想的各個領域。他眼光獨到，做事幹練，具有藝術的靈魂。有一次，他在山裏迷了路，走到了一個漆黑的山洞前。他在後來回憶這段經歷時説：“我突然產生了兩種情緒——害怕和渴望：對漆黑的洞穴感到害怕，又想看看其中是否會有什麼怪異的東西。”他一生都被這兩種情緒所羈絆——對生活的不可知性或無力探知的神祕感到害怕，而又想把這個神祕的不可知性加以揭露，加以研究，解釋其含義，描繪其壯觀。
科學巨匠
在文藝復興早期，人們盲目地接受傳統觀念，崇拜古代權威和古典着作。人們學習科學知識也只是學習像《聖經》一樣的亞里士多德理論，只相信文字記載。達·芬奇反對經院哲學家們把過去的教義和言論作為知識基礎，他鼓勵人們向大自然學習，到自然界中尋求知識和真理。他認為知識起源於實踐，只有從實踐出發，通過實踐去探索科學的奧祕。他説“理論脱離實踐是最大的不幸”，“實踐應以好的理論為基礎”。達·芬奇提出並掌握了這種先進的科學方法，採用這種科學方法去進行科學研究，在自然科學方面作出了巨大的貢獻。他提出的這一方法，後來得到了伽利略的發展，並由英國哲學家培根從理論上加以總結，成為近代自然科學的最基本方法。達·芬奇堅信科學，他對宗教感到厭惡，抨擊天主教為“一個販賣欺騙的店鋪”。他説：“真理只有一個，他不是在宗教之中，而是在科學之中。”達·芬奇的實驗工作方法為後來哥白尼、伽利略、開普勒、愛因斯坦、牛頓等人的發明創造開闢了道路。
1、天文
達·芬奇對傳統的“地球中心説”持否定的觀點。他認為地球不是太陽系的中心，更不是宇宙的中心，而只是一顆繞太陽運轉的行星，太陽本身是不運動的。達·芬奇還認為月亮自身並不發光，它只是反射太陽的光輝。他的這些觀點的提出早於哥白尼的“日心説”，甚至在當時，達·芬奇就幻想利用太陽能了。
2、物理
達·芬奇重新發現了液體壓力的概念，提出了連通器原理。他指出：在連通器內，同一液體的液麪高度是相同的，不同液體的液麪高度不同，液體的高度與密度成反比。他發現了慣性原理，後來為伽利略的實驗所證明。他認為一個拋射體最初是沿傾斜的直線上升，在引力和衝力的混合作用下作曲線位移，最後衝力耗盡，在引力的作用下作垂直下落運動。他的這一發現使亞里士多德的落體學説產生了動搖。他發展了槓桿原理，除推導出作用力與臂長關係外，還算出了速度與臂長的關係。他指出了“永動機”作為能源的不可能性。達·芬奇還預示了物質的原子原理，形象生動的描述了原子能的威力：“那東西將從地底下爆起，……使人在無聲的氣息中突然死去，城堡也遭到徹底毀壞，看起來在空中似乎有強大的破壞力。”
3、醫學
達·芬奇在生理解剖學上也取得了巨大的成就，被認為是近代生理解剖學的始祖。他掌握了人體解剖知識，從解剖學入手，研究了人體各部分的構造。他最先採用蠟來表現人腦的內部結構，也是設想用玻璃和陶瓷製作心臟和眼睛的第一人。子宮內的胎兒（達芬奇）他發現了血液的功能，認為血液對人體起着新陳代謝的作用，並認為了血液是不斷循環的。他説血液不斷的改造全身，把養料帶到身體需要的各個部分，再把體內廢物帶走。達·芬奇研究過心臟，他發現心臟有四個腔，並畫出了心臟瓣膜。他認為老年人的死因之一是動脈硬化，而產生動脈硬化的原因是缺乏運動。後來，英國科學家哈維證實和發展了達·芬奇這些生理解剖學的成果。
4、建築
理想中的米蘭（達芬奇）在建築方面，達·芬奇也表現出了卓越的才華。他設計過橋樑、教堂、城市街道和城市建築。在城市街道設計中，他將車馬道和人行道分開。設計城市建築時，具體規定了房屋的高度和街道的寬度。米蘭的護城河就是他設計和建造的。
5、軍事
達·芬奇的研究和發明還涉及到了軍事領域。他發明了簧輪槍、子母彈、三管大炮、坦坦克車（達芬奇）克車、浮動雪鞋、潛水服及潛水艇、雙層船殼戰艦、滑翔機、撲翼飛機和直升機、旋轉浮橋等等。2008年4月26日，在瑞士西部城市帕耶訥，36歲的瑞士人奧利維耶·維耶提-特帕使用由達·芬奇設計的金字塔型降落傘從距地面600米高的直升機上成功跳下。
6、水利
達·芬奇對水利學的研究比意大利的學者克斯鐵列早一個世紀。為了排除泥沙，他作了疏通亞諾河的施工計劃。他設計並親自主持修建了米蘭至帕維亞的運河灌溉工程。由他經手建造的一些水庫、水閘、攔水壩便利了農田灌溉，推動了農業生產的發展。有些水利設施至今仍在發揮作用。
7、地質
達·芬奇根據高山上有海中動物化石的事實推斷出地殼有過變動，指出地球上洪水的痕跡是海陸變遷的證明，這個思想與300年後赫頓在地質學方面的發現頗為近似。並且在麥哲倫環球航行之前，他就計算出地球的直徑為7000餘英里。
8、達·芬奇密碼筒
看過《達·芬奇密碼》的人大概都知道達·芬奇密碼筒。而事實上在當時的社會，人們也越來越重視文件的保密工作。達·芬奇設計的這種密碼筒造型古典，內涵着文藝復興特質，設計優雅，符合達·芬奇的睿智風格。按照故事情節，密碼筒裏藏匿着關於郇山隱修會乃至整個基督教最大祕密的莎草紙。達·芬奇設計的密碼筒內有一個裝着醋液的容器，如果強行砸爛密碼筒，醋液就會流出溶解莎草紙。要打開密碼筒，必須解開一個5位數的密碼，密碼筒上有5個轉盤，每個轉盤上都有26個字母，可能作為密碼的排列組合多達11881376種。
9、設計出初級機器人
最為奇妙的是，達·芬奇還設計了一套方法以做心臟修復手術。
達·芬奇曾稱自己沒有受過書本教育，大自然才是他真正的老師。為了認識自然，認識自己，這位文藝復興時期的天才不遺餘力地探索着。為了認識人類自身，達·芬奇親自解剖了幾十具屍體，對人體骨骼、肌肉、關節以及內臟器官進行了精確瞭解和繪製。
令人驚訝的是，當年達·芬奇連人體循環系統工作機理的概念都沒有。更為神奇的是，2005年一名英國外科醫生還利用達·芬奇設計的方法做心臟修復手術。不過，解剖學的研究在當時並沒有給達·芬奇帶來聲譽，而是遭到了無數的誹謗。
不過，就是有了對人體的這種深入瞭解，達·芬奇才在手稿中繪製了西方文明世界的第一款人形機器人。
人形機器人（達芬奇）達·芬奇賦予了這個機器人木頭、皮革和金屬的外殼。而如何讓機器人動起來，才是讓達·芬奇大傷腦筋的。他想到了用下部的齒輪作為驅動裝置，由此通過兩個機械杆的齒輪再與胸部的一個圓盤齒輪咬合，機器人的胳膊就可以揮舞，可以坐或者站立。更絕的是，再通過一個傳動杆與頭部相連，頭部就可以轉動甚至開合下頜。而一旦配備了自動鼓裝置後，這個機器人甚至還可以發出聲音。
原來，500多年前，就已經有了機器人的雛形。
10、點燃現代汽車發明靈感之火
達·芬奇長達1萬多頁的手稿（現存約6000多頁）至今仍在影響科學研究，他就是一位現代世界的預言家，而他的手稿也被稱為一部15世紀科學技術真正的百科全書。
很早，達·芬奇就對當時的四輪馬車不滿。在他的科學世界中，早就有了汽車的影子。事實上，點燃現代汽車發明靈感之火的正是這輛“達·芬奇汽車”。
既然是汽車就要考慮動力問題，達·芬奇在汽車中部安裝了兩根彈簧以解決這個問題。人力轉動車的後輪使得各個齒輪相互咬合，彈簧繃緊就產生了力，再通過槓桿作用將力傳遞到輪子上。
那麼怎麼控制車速呢？達·芬奇也想到了。他在車身上安裝了一個圓盤裝置，圓盤表面設置了很多方形的木塊，和每個輪子連接的鐵桿的另一端與圓盤相接，這就是用於控制車速的裝置。圓盤上放置的木塊數量越多，與鐵桿之間的摩擦就會越大，阻力也越大，輪子的運轉速度越慢，行駛的距離越長。
當然，達·芬奇也想到了剎車裝置。位於齒輪之間有一個木塊，拉動繩索將木塊卡在齒輪之間，車就可以停止。不過，這輛汽車不能載人，因為僅靠彈簧的動力根本無法行駛很長的距離。
同時，達·芬奇還將彈簧巧妙地運用在了鐘錶設計上。後來大型鐘錶採用的原理，就是出自達·芬奇的設想。只是在這個設想中，彈簧的彈力被物體的重力所代替，物體向下的重力通過眾多齒輪咬合作用被均勻傳遞，鐘錶便得以保持勻速運動。
此外，樂器、鬧鐘、自行車、照相機、温度計、烤肉機、紡織機、起重機、挖掘機……達·芬奇曾有過無數的發明設計，而這些發明設計在當時如果發表足足可以讓我們的世界科學文明進程提前100年。
11、對機械世界痴迷不已
水下呼吸裝置、拉動裝置、發條傳動裝置、滾珠裝置、反向螺旋、差動螺旋、風速計和陀螺儀……達·芬奇將他無數的奇思妙想呈現在世人面前。故事的開頭不得不説起達·芬奇初到佛羅倫薩學畫的經歷。事實上，這段經歷開啟了藝術家達·芬奇的大門，也開啟了科學家達·芬奇的大門。
機械設計（達芬奇）1460年達·芬奇隨父親來到佛羅倫薩，開始了他的學徒生涯，同時開始學畫。學畫的達·芬奇參與安裝佛羅倫薩聖母瑪麗亞大教堂穹頂燈塔上的巨型銅球，由此接觸並感受到了各式各樣機械系統的神奇。
佛羅倫薩聖母瑪麗亞大教堂是文藝復興建築的開端。達·芬奇在安裝穹頂燈塔上的巨型銅球時，親眼目睹了三速提升機等機械裝置的效率，深感其中的神奇。
由此，布魯內萊斯基的機械系統設計理念對達·芬奇產生了很大影響。當時一批錫耶納工程師對達·芬奇的科學世界也產生了重要影響。錫耶納的工程師們設計了一種外形像船的河道淤泥挖掘機，用來清除淺水口的沙礫和淤泥，還有一種能夠提高裝載量又加快行駛速度的槳葉船。這些錫耶納工程師的發明，讓達·芬奇對機械的魔力產生了巨大的興趣。
從此，達·芬奇對機械世界痴迷不已。
藝術巨匠
説到藝術創作，在文藝復興時期當數達·芬奇、米開朗基羅和拉斐爾的成就最高。他們的藝術成就達到了西方造型藝術繼古希臘之後的第二次高峯，僅繪畫而言，則達到了歐洲的第一次高峯。其中尤以達·芬奇最為突出，恩格斯稱他是巨人中的巨人。在藝術創作方面，達·芬奇解決了造型藝術三個領域——建築、雕刻、繪畫中的重大問題：
1、解決了紀念性中央圓屋頂建築物設計和理想城市的規劃問題；
2、解決了15世紀以來雕刻家深感棘手的騎馬紀念碑雕像的問題；
3、解決了當時繪畫中兩個重要領域——紀念性壁畫和祭壇畫的問題。
達·芬奇的藝術作品不僅能像鏡子似的反映事物，而且還以思考指導創作，從自然界中觀察和選擇美的部分加以表現。壁畫《最後的晚餐》《安吉里之戰》和肖像畫《蒙娜麗莎》是他一生的三大傑作。這三幅作品是達·芬奇為世界藝術寶庫留下的珍品中的珍品，是歐洲藝術的拱頂之石。
《蒙娜麗莎》的繪製前後歷時四年。據説模特是一個佛羅倫薩女人，剛剛喪嬰，為解除她的痛苦並露出自然的微笑，列昂納多便請人來為她奏樂。她的微笑是人們津津樂道的話題，有時似乎嚴肅有時又很温柔，有時略含憂傷有時又顯譏諷。蒙娜麗莎的右手更被稱為“美術史上最美的一隻手”。
《最後的晚餐》繪製在米蘭格雷契修道院飯廳的牆壁上。達·芬奇一改前人繪製“最後晚餐”圍桌而座的佈局，讓所有人物坐成一排面向觀眾，而耶穌基督坐在最中間。
溘然長逝
達·芬奇晚年被法蘭西國王弗朗索瓦一世邀入法國，弗朗索瓦一世給予了他至高的接待，將其安置於昂布瓦斯城堡中的克魯克斯莊園，並時不時地去請教。1519年5月2日，年事已高的達·芬奇因病逝世了，據説他是在趕來的弗朗索瓦一世懷中嚥下了最後一口氣。