Na chrzcie było obecnych dziesięcioro rodziców chrzestnych. Pomimo tego, że Leonardo był nieślubnym dzieckiem, w nabożeństwie wziął udział tłum gości. Sam fakt pochodzenia z nieprawego łoża nie wywołał skandalu wśród mieszkańców Vinci. Osiem miesięcy po narodzinach Leonarda jego ojciec ożenił się z szesnastoletnią dziewczyną, Albierą Amadori. Do piątego roku życia Leonardo da Vinci mieszkał głównie w posiadłości jego dziadków. W tej samej posiadłości mieszkał również brat Piera – Francesco. Stryj Leonarda był piętnaście lat starszy od niego. Ze względu na pochodzenie z nieprawego łoża Leonardowi brakowało poczucia przynależności do rodziny.
Jako nieślubne dziecko nie uczył się w szkole łacińskiej, gdzie mógłby nauczyć się przedmiotów humanistycznych, łaciny i greki. Przez dłuższy czas był samoukiem. Krótko uczęszczał do tzw. szkoły rachunkowej, gdzie poznał podstawy arytmetyki. Ponadto opanował bardzo powierzchowną znajomość łaciny. Giorgio Vasari, XVI-wieczny włoski historiograf sztuki, wspomina, że Leonardo miał osiągnąć takie postępy w nauce, że zasypywał nauczyciela pytaniami i uwagami, wprawiając go w zakłopotanie. Jednocześnie Leonardo miał interesować się tak wieloma rzeczami, że nie był w stanie skupić się na jednym przedmiocie. Relacja ta jest uważana obecnie za wyolbrzymioną przez Vasariego.