Нашим современникам Леонардо в первую очередь известен как художник. Кроме того, не исключено, что да Винчи мог быть и скульптором: исследователи из университета Перуджи — Джанкарло Джентилини и Карло Сиси — утверждают, что найденная ими в 1990 году терракотовая голова является единственной дошедшей до нас скульптурной работой Леонардо да Винчи[15]. Однако сам да Винчи в разные периоды своей жизни считал себя в первую очередь инженером или учёным. Он отдавал изобразительному искусству не очень много времени и работал достаточно медленно. Поэтому художественное наследие Леонардо количественно не велико, а ряд его работ утрачен или сильно повреждён. Однако его вклад в мировую художественную культуру является исключительно важным даже на фоне той когорты гениев, которую дало Итальянское Возрождение. Благодаря его работам искусство живописи перешло на качественно новый этап своего развития. Предшествующие Леонардо художники Ренессанса решительно отказывались от многих условностей средневекового искусства. Это было движение в сторону реализма и многое уже было достигнуто в изучении перспективы, анатомии, большей свободы в композиционных решениях. Но в плане живописности, работы с краской, художники были ещё достаточно условны и скованы. Линия на картине четко очерчивала предмет, и изображение имело вид раскрашенного рисунка. Наиболее условным был пейзаж, который играл второстепенную роль. Леонардо осознал и воплотил новую живописную технику. У него линия имеет право на размытость, потому что так мы её видим. Он осознал явления рассеяния света в воздухе и возникновения сфумато — дымки между зрителем и изображённым предметом, которая смягчает цветовые контрасты и линии. В итоге реализм в живописи перешёл на качественно новую ступень.
Леонардо первым объяснил, почему небо синее. В книге «О живописи» он писал: «Синева неба происходит благодаря толще освещённых частиц воздуха, которая расположена между Землёй и находящейся наверху чернотой».
Леонардо, по всей видимости, не оставил ни одного автопортрета, который бы мог ему быть однозначно приписан. Учёные усомнились в том, что знаменитый автопортрет сангиной Леонардо (традиционно датируется 1512—1515 годами), изображающий его в старости, является таковым. Считают, что, возможно, это всего лишь этюд головы апостола для «Тайной вечери». Сомнения в том, что это автопортрет художника, высказывались с XIX века, последним их высказал недавно один из крупнейших специалистов по Леонардо, профессор Пьетро Марани.
Итальянские учёные заявили о сенсационной находке. Они утверждают, что обнаружен ранний автопортрет Леонардо да Винчи. Открытие принадлежит журналисту Пьеро Анджела[16].

Леонардо виртуозно играл на лире. Когда в суде Милана рассматривалось дело Леонардо, он фигурировал там именно как музыкант, а не как художник или изобретатель.