В мастерской Верроккио Леонардо проектировал технические приспособления, зарисовывал их. По его рисункам той поры, сохранившимся до наших дней, можно судить о его участии в работе над фонарем.
Надгробная плита Козимо Медичи, статуя юного Давида и увенчание фонаря купола флорентийского собора – три самых крупных, но не единственных работы в мастерской Андреа Верроккио. В 1449 г. во Флоренции вошла в моду техника живописи благодаря нидерландскому художнику Рогиру ван дер Вейдену, писавшему небольшие картины масляными красками. До этого во Флоренции художники работали в основном темперой; масляные краски упоминались в «Трактате о живописи» Ченнино Ченнини, но пользовались ими редко. Картины нидерландских живописцев пользовались популярностью, и неудивительно, что флорентийские художники стали подражать нидерландцам. Среди прочего, в мастерской Верроккио велись поиски составов новых красок, секретов грунтов и лаков. Возможно, тогда Леонардо впервые стал экспериментировать, пытался искать что-то свое, а не просто подражать опытным мастерам.
В учениках Верроккио Леонардо провел два года. В это время овдовевший Пьетро да Винчи женился второй раз. Он поселился во Флоренции, и шестнадцатилетний Леонардо переехал в его дом.
В 1469 г. Пьетро да Винчи вступил в должность нотариуса республики и вскоре стал нотариусом крупнейших монастырей и семей магнатов. Леонардо получил доступ в высшее общество Флоренции. Но он оставался всего лишь внебрачным сыном и учеником художника.
В этом же году умер Пьетро Медичи и к власти пришел его сын Лоренцо, прозванный впоследствии Великолепным.
Вазари, один из самых известных биографов Леонардо, рассказывал об интересном эпизоде из его жизни. Один из крестьян попросил Пьетро да Винчи отдать Леонардо фиговый щит, чтобы тот расписал его. Пьетро выполнил просьбу, отвез щит во Флоренцию к сыну. Леонардо, увидев, что щит кривой, выпрямил его, пролевкасил. Этот щит был нужен всего лишь для того, чтобы отпугивать птиц, но юный художник подошел к работе со всей ответственностью. На щите нужно было изобразить страх. В своей рабочей комнате Леонардо собрал разных ящериц, бабочек, змей, сверчков, летучих мышей. Выбрав у каждого из этих созданий внешне наиболее отвратительную черту, он соединил их в одно чудовище, выползающее из темной расселины, из его открытой пасти брызгал яд, из глаз вырывалось пламя, из ноздрей валил дым. Вазари писал, что Леонардо работал над щитом так долго, что в мастерской стояло зловоние от издохнувших гадов и насекомых, но художник «из великой любви к искусству» не чувствовал этого. (А. Л. Волынский в своей книге «Жизнь Леонардо да Винчи» утверждал, что Вазари ошибался – наоборот, воображение художника, подстегнутое смрадом в сочетании с преувеличенно ужасающими образами, и породило чудовище.) Когда щит был готов, Леонардо установил его так, чтобы при помощи освещения добиться определенного эффекта, и пригласил отца принять работу. Пьетро, уже забывший о щите, взглянув на изображение, содрогнулся от ужаса и попятился. Цель Леонардо была достигнута. Он не просто расписал щит, он написал страх.
Пьетро да Винчи счел, что такой щит слишком хорош для крестьянина, и купил ему у лавочника другой, с сердцем, пронзенным стрелой. А произведение своего сына Пьетро продал за сто дукатов каким-то купцам, которые, в свою очередь, продали его миланскому герцогу за триста.
Вазари также рассказывал, что когда Андреа Верроккио писал на дереве композицию «Крещение Христа», он поручил Леонардо выполнить в углу фигуру ангела, держащего одежды. Казалось бы, рядом рисунок учителя и ученика. Ученику доверено изобразить только фигуру в углу. Но ангел, написанный учеником, вышел лучше, чем фигуры учителя: мягкое, объемное исполнение ангела Леонардо выгодно выделяется рядом с жесткими, сухими фигурами Андреа. Кажется, что еще мгновение назад ангел стоял спиной, но вот он поворачивает голову, движение не закончено, он должен повернуться полностью – таким сделал своего ангела Леонардо. Фрагменты пейзажа тоже выполнены в разных живописных манерах: очертания гор как бы окутаны дымкой, а пальма, скалы, летящая утка словно обведены четкой линией.
Помимо этого, Вазари упоминал, что в годы ученичества Леонардо вылепил из глины несколько красивых женских и детских голов, с которых впоследствии при помощи форм было сделано множество гипсовых слепков. Биограф называл Леонардо «геометром» и писал, что он нарисовал «множество планов и других видов разных построек».