Leonardo evlilik dışı bir çocuk olarak Vinci kasabası yakınlarında doğdu. Bu yüzden de tam adı "Vincili Üstad Piero'nun oğlu Leonardo" anlamındaki "Leonardo di ser Piero da Vinci" dir.

Leonardo 1466'da babası ile Floransa'ya gitti. Evlilik dışı çocukların üniversiteye gitmesi yasak olduğundan üniversite eğitimi görme imkanı yoktu. Leonardo'nun yaptığı resimleri babası o dönemin ünlü ressam ve heykeltraşı Andrea del Verrocchio'ya gösterince Verrochio onu çırak olarak yanına aldı. Leonardo onunla ünlü sanatçılarla çalışma fırsatı yakaladı.