В конце концов маркиза сама приехала к Леонардо из Мантуи под тем предлогом, что хочет нанести визит Венеции. Она попросила Леонардо написать портрет, пусть даже миниатюрный. Леонардо снова пообещал и снова своего обещания не сдержал.
И вот беглецы прибыли из Мантуи в Венецию. Лука Пачоли хорошо знал этот город. Он вспомнил, как сильно нуждался в первые годы своей учебы в здешнем университете. Ему пришлось даже, рассказал он Леонардо, стать наставником детей одного венецианского дворянина, «который в доме своем его по-братски приютил». Пачоли с радостью возобновил чтение лекций в Сан Бартоломео, его усилиями для Леонардо открылись двери домов старых друзей Пачоли и его новых учеников. Из записных книжек Леонардо мы знаем, что четверых миланских беглецов повсюду встречали весьма тепло.
Леонардо познакомился с постоянным посетителем лекций Пачоли, ученым Паоло Ванноццо из Сиены, с капитаном венецианских галер Саламоном Альвизе, с Пьером Паголо да Комо, с веронцем Фра Джокондо, с каноником Стефано Гизи из прихода святейших апостолов, «человеком близким кардиналу Гримани». Здесь же в Венеции он сделал эскиз венецианского всадника в окружении аллегорических фигур с дарственной надписью внизу: «Мессеру Антонио Гримани — венецианцу, другу Антон Марии» (Антон Мария был дожем Венеции, погиб в 1499 году в битве при Лепанто). Тем временем Леонардо по своей всегдашней привычке стал квартал за кварталом обходить город и объезжать лагуну. Он долго стоял в восхищении перед конной статуей Бартоломео Коллеони, этой «лебединой песней» своего учителя Андреа Верроккьо.
Из любознательности он принялся изучать приливы в лагуне. «В дни прилива уровень воды в Венеции достигает двух локтей». Рассматривая ракушки и камни, Леонардо заметил, что берег наступает, отвоевывая у воды все новые площади. «Так же как река По за короткое время много воды из Адриатического моря забрала, так же оно осушило, отступив, большую часть Ломбардии». Вместе с Лукой Пачоли он пришел к заключению, что «там, где теперь земля, прежде было море, а где прежде простиралось море — теперь земля».
«Глубокоуважаемые синьоры, я убедился, что турки не могут вторгнуться в Италию с суши иначе как через реку Изонцо. Поэтому я думаю, что нигде фортификации не будут столь важны для обороны, как на берегу этой реки...»
Это письмо связано, очевидно, с поручением, которое Совет Венецианской республики дал Леонардо после того, как турки, подойдя к стенам города Виченца, доказали на деле, что уязвимое место венецианской обороны находится на севере, в районе Изонцо. Совет повелел Леонардо разведать местность в долине реки Изонцо.