Leonardo da Vinci nasce il 15 aprile 1452, primo figlio del notaio ser Piero da Vinci, avuto da una relazione illegittima con una donna di nome Caterina, di livello sociale inferiore.
Il nonno Antonio, padre di Piero e anche lui notaio, segnò l’evento della nascita del primo nipote su un antico libro notarile trecentesco, raccoglitore di memorie della famiglia. Nel registro non è segnato il luogo di nascita di Leonardo, probabilmente fu proprio la casa della famiglia di ser Piero.
L’accoglienza del piccolo Leonardo fu ottima, nonostante fosse figlio illegittimo, ciò è testimoniato dagli appunti del nonno e dal fatto che vivesse nella casa paterna.
Il battesimo fu celebrato nella parrocchia di Santa Croce ma, causa l’illegittimità della relazione, né il padre né la madre furono presenti.
Nel 1452, il padre si sposò con Albiera di Giovanni Amadori, ma dall’unione non nacque nessun figlio.
La madre naturale, Caterina, si sposò nel 1453, forse per commissione, con Piero del Vaccha da Vinci soprannominato l’Attaccabriga, un contadino della zona.
La madre adottiva di Leonardo morì giovanissima nel 1464, quando la famiglia era già a Firenze. Ser Piero si risposò con la quindicenne Francesca di ser Giuliano Manfredini, ma anch’essa morì senza mettere al mondo figli. Successivamente si risposò con Margherita di Francesco di Jacopo di Guglielmo, con cui ebbe sei figli, e infine ebbe un quarto matrimonio, dal quale nacquero altri sei figli.
Con i suoi dodici fratellastri, tutti nati molti anni dopo di lui, Leonardo non ebbe mai rapporti, ma gli diedero filo da torcere dopo la morte del padre nella contesa sull’eredità.
Secondo Vasari, nel 1462 il piccolo Leonardo si trasferì con la famiglia a Firenze, dove il padre aveva lavorato anni prima. Fu proprio ser Piero a mostrare alcuni disegni di Leonardo all’amico Verrocchio che, colpito dal talento del ragazzino, si convinse a prenderlo nella sua bottega. Sembra però poco probabile che Leonardo possa aver cominciato l’apprendistato a soli dieci anni, anche se all’epoca si iniziava molto presto. Per questo si ritiene che l’ingresso di Leonardo nella bottega del Verrocchio sia avvenuto qualche anno dopo.
Secondo altre teorie, invece, l’infanzia di Leonardo si svolse nella casa dei nonni paterni, in campagna. L’educazione del piccolo Leonardo sarebbe stata seguita, in maniera disorganizzata e non continua, dal nonno Antonio, dallo zio Francesco e dal prete che l’aveva battezzato. Forse fu per questo che il giovane Leonardo imparò a scrivere con la sinistra e alla rovescia, da destra.
Il padre Piero non riuscì ad avviare Leonardo alla carriera giuridica, Vasari ha scritto come Leonardo nello studio iniziasse «molte cose […] e poi l’abbandonava», una costante che lo accompagnò nella vita e nell’arte. Visti gli scarsi risultati, il padre decise di introdurlo alla conoscenza della matematica, e qui iniziò a dimostrare la curiosità e l’intelligenza che lo caratterizzarono nella vita artistica e scientifica, poiché, come racconta Vasari, «movendo di continuo dubbi e difficultà al maestro che gl’insegnava, bene [che] spesso lo confondeva».
Il nonno di Leonardo, che tanto si dedicò al primo nipote, morì nel 1468 a novantasei anni, e lo citò tra gli eredi del suo lascito.