1503 – возвращение Леонардо во Флоренцию. Не имея работы, он предлагает свои услуги турецкому султану Баязиду II, который, однако, не считает нужным отвечать ему. Участие в осаде Пизы в качестве военного инженера; Леонардо предлагает проект канала для изменения русла реки Арно. Макиавелли добивается для Леонардо заказа на создание фрески «Битва при Ангиари» для украшения зала Совета дворца Синьории во Флоренции. Видимо, тогда же начинается работа над «Джокондой» и «Ледой».
1504 – Тосканская республика консультируется с коллегией местных художников, включая и Леонардо, о месте установки «Давида» Микеланджело. Смерть отца Леонардо. Его братья не допускают его к отцовскому наследству. Продолжение работы над «Битвой при Ангиари» и «Джокондой».
1505 – соревнование с Микеланджело по росписи зала Совета флорентийской Синьории. Леонардо занимается изучением полета птиц. Продолжение работы над «Джокондой», копию которой делает Рафаэль. Новая версия «Леды».
1506 – Предис приглашает Леонардо возвратиться в Милан для завершения «Мадонны в скалах». Флоренция не хочет отпускать его. Леонардо получает разрешение на три месяца. Шарль д’Амбуаз, губернатор Милана, удерживает его до конца года. Создание второй версии «Мадонны в скалах». В мастерскую к Леонардо поступает Франческо Мельци.
1507 – Людовик XII вступает в Милан и возвращает Леонардо его права на виноградник, жалует ему часть канала, ренту от воды и годичный пенсион. Леонардо организует торжества по случаю официального вступления Людовика XII в Милан. Умирает дядя Леонардо, и его братья начинают судебный процесс, дабы оспорить его права на наследство. В сентябре Леонардо возвращается во Флоренцию.
1508 – во Флоренции Леонардо приводит в порядок свои рукописи и помогает Франческо Джованни Рустичи в создании скульптур Баптистерия. Неоднократные поездки из Флоренции в Милан и обратно. Написание двух ныне утраченных мадонн. Возобновление анатомических исследований. В апреле Леонардо возвращается в Милан, где завершает «Мадонну в скалах». Микеланджело расписывает Сикстинскую капеллу.
1509 – венецианцы побеждены французами. Леонардо организует триумф Людовика XII. Продолжает работу над «Ледой»,«Святой Анной» и «Святым Иоанном Крестителем».
1510 – Леонардо в Павии продолжает свои анатомические исследования. Смерть Боттичелли.
1511 – гибель Шарля д’Амбуаза. Леонардо с Мельци отправляется в Вапприо д’Адца.
1512 – сын Лодовико Моро возвращается в Милан, и Леонардо вынужден покинуть этот город. Медичи возвращаются к власти во Флоренции.