Во время учебы Леонардо Флоренция была центром развития культуры, характерной для Возрождения. Здесь правила династия Медичи во главе с Лоренцо Великолепным, это были просвещенные люди, а сама Флоренция считалась самым известным городом-государством на Апеннинском полуострове. Изобретение двойной записи в бухгалтерии ускорило городской денежный оборот и торговлю. Флоренция считалась колыбелью всех искусств и была домом для многих выдающихся литературных и ученых деятелей.
Флорентинцами были автор «Божественной комедии» (ок. 1320) Данте Алигьери и автор «Декамерона» Джованни Боккаччо (ок. 1350), а также картограф Паоло Тосканелли. В 1474 году, за 18 лет до знаменитого плавания Колумба, Тосканелли отправил генуэзскому мореплавателю карту мира, из которой было понятно, как можно добраться на Дальний Восток, плывя на запад. Благодаря мастерству архитектора Филиппо Брунеллески удалось сделать то, что многие считали невозможным: в 1436 году он смог поставить огромный купол над флорентийским кафедральным собором. Другой флорентинец, Леон Баттиста Альберти, доработал ранее открытые Брунеллески законы перспективы в искусстве и в 1435 году опубликовал трактат, по которому многие художники учились изображать трехмерное пространство на двухмерном холсте.
Помимо того, что Леонардо был незаконнорожденным, его продвижению препятствовала еще одна его особенность. По-видимому, он был гомосексуалом, что в то время было опасно. По законам Флоренции гомосексуальность считалась преступлением и наказывалась смертью, и Церковь поддерживала этот закон. Однако закон нарушали чаще, чем применяли. Одним из первых современников, определивших, что Леонардо – гей, был Джованни Ломаццо, и он же отмечал, что гомосексуальность весьма распространена во Флоренции. Немцы даже использовали слово «флорентинец» как синоним мужеложца. Церковь всегда порицала гомосексуальность, хотя не все проповедники заходили так далеко, как Бернардин Сиенский, который призывал верующих плевать на пол в церкви Санта– Кроче и кричать: «В огонь! Сжечь всех содомитов!» Чарльз Николл пишет: «Все стало совсем плохо в 1484 году, когда папа издал буллу, в которой заклеймил гомосексуальность, объявив ее дьявольщиной, "еретическим извращением" и приравняв к "плотскому греху с демонами", которым, по слухам, занимаются ведьмы».
Жители Флоренции считали, что те, кто выставляет напоказ свои наклонности, порочат репутацию их мужественного города. Тем не менее историки утверждают, что Верроккьо, Микеланджело, Донателло, поэт Полициано, банкир Филиппо Строцци вступали в гомосексуальные связи. Из-за драконовских законов большинство геев свои склонности не афишировали. Однако некоторые, особенно молодежь, открыто щеголяли своей сексуальной ориентацией. В рукописи Anonimo Gaddiano современник описывает, как выглядел Леонардо: «Он носил розовую накидку, доходившую ему до колен, тогда как в ту эпоху носили длинные одежды. У него была красивая, ухоженная вьющаяся борода, ниспадавшая до середины груди». Судя по имеющимся свидетельствам, похоже, что молодой Леонардо оказался в числе тех самых экстравагантных щеголей.
В 1476 году, когда Леонардо было 24 года, кто-то анонимно донес на группу из пяти юношей, среди которых был Леонардо, обвиняя их в содомии. Власти не стали преследовать Леонардо, но восстановить доброе имя молодому человеку не удалось.
Другой необычной чертой Леонардо было сочувствие к животным и нежелание употреблять их в пищу. Некоторые утверждают, что он был убежденным вегетарианцем. Такое поведение воспринималось как аномалия в те времена обильного потребления мяса. Леонардо считал, что животные, как и люди, ощущают боль, и не хотел причинять им страдания. Ему было настолько отвратительно жестокое отношение к животным, что это сказалось даже на его одежде. Один из ближайших соратников Леонардо эксцентричный Томмазо Мазини с удивлением описывал своего друга: «Он никогда не убивал даже блохи, если на то не было причины; он предпочитал льняные ткани, чтобы не носить на себе ничего мертвого».
Вазари рассказывает, что Леонардо не мог смотреть на диких животных в неволе: «…С каковыми [животными], однако, он обращался с величайшей любовью и терпеливостью, доказывая это тем, что часто, проходя по тем местам, где торговали птицами, он собственными руками вынимал их из клетки и, заплатив продавцу требуемую им цену, выпускал их на волю, возвращая им утраченную свободу».