[[Tiedosto:Study of a Tuscan Landscape.jpg|thumb|Leonardon varhaisin tunnettu piirros Arnon laaksosta vuodelta 1473. [[Uffizi]].]]
Leonardo syntyisyntyilol kakaa 15. huhtikuuta 1452 ”yön kolmantena tuntina”<ref>Yön kolmas tunti oli 10.30 illalla, kolme tuntia ''[[Ave Maria]]n'' lausumisen jälkeen.</ref> [[Toscana]]laisessa [[Vinci]]n kukkulakaupungissa [[Arno (joki)|Arno-joen]] laaksossa [[Firenze]]n alueella. Ensimmäiset viisi vuottaan hän eli läheisessä [[Anchiano]]n kylässä.<ref name=SerA>Leonardon syntymä on tallennettu hänen isänisänsä Ser Antonion päiväkirjaan, viitt. della Chiesa</ref> Hän oli firenzeläisen notaarin Messer Piero Fruosino di Antonio da Vincin ja talonpojan tyttären Caterinan avioliiton ulkopuolella syntynyt poika.<ref name=Chiesa/><ref name=AV>Vezzosi, Alessandro: ''Leonardo da Vinci: Renaissance Man''</ref> Caterinan henkilöhistoriaahenktoriaa ei tiedetä, ja siitä on esitetty erilaisia teorioita, kuten että hän olisi ollut orja [[Lähi-itä|Lähi-idästä]] tai Afrikasta, tai lähellä Vinciä asunut orpotyttö.<ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.hs.fi/kulttuuri/art-2000005224299.html | Nimeke = Leonardo da Vincin äidin arvoitus ratkesi viimein: Keksijä-taiteilija oli 15-vuotiaan orpotytön lapsi, josta varttui aikamme ylistetyin nero | Tekijä = Jussi Lehmusvesi | Ajankohta = 24.5.2017 | Julkaisu = Helsingin Sanomat | Viitattu = 24.5.2017 }}</ref><ref>Alessandro Vezzosin, Vincin Leonardo-museon johtajan mukaan on todisteita, että Piero omisti Lähi-idästä kotoisin olleen Caterina-nimisen orjan, joka synnytti Leonardo-nimisen pojan. Leonardon lähi-itäläistä perimää tukee hänen sormenjälkensä rekonstruointi.</ref><ref>{{Verkkoviite | Osoite = http://www.washingtonpost.com/wp-dyn/content/article/2006/12/01/AR2006120100961.html | Nimeke = Experts Reconstruct Leonardo Fingerprint | Tekijä =Falconi, Marta | Julkaisu = The Washington Post | Ajankohta =1.12.2006 | Kieli ={{en}} }}</ref> Leonardolla ei ollut nykyisenkaltaista sukunimeä: ”da Vinci” tarkoittaa yksinkertaisesti ”Vincistä”, ja hänen koko syntymänimensä kuului ”Leonardo di ser Piero da Vinci”, eli ”Leonardo, (Mes)ser Pieron poika Vincistä”. Hänen lapsuudestaan ei juurikaan ole säilynyt tietoa, mutta [[Giorgio Vasari]] ja muut ovat tehneet siitä oletuksia.<ref>{{Kirjaviite |Tekijä=Brigstoke, Hugh |Nimeke=The Oxford Companion the Western Art |Vuosi=2001 |Julkaisija=Oxford University Press |Tunniste=0198662033 }}</ref><ref name=SerA/> Viisivuotiaana hän muutti isänsä, isovanhempiensa ja setänsä Francescon kotiin Vinciin, jossa hänen isänsä oli mennyt naimisiin 16-vuotiaan Albiera-nimisen tytön kanssa. Albiera rakasti Leonardoa, mutta kuoli varhain.<ref name= LB />
Leonardo kirjasi myöhemmin muistiin vain kaksi sattumusta lapsuudestaan. Toista hän piti enteenä: leija putosi taivaalta ja leijui hänen kehtonsa yläpuolella niin, että sen pyrstösulat osuivat hänen kasvoihinsa.<ref name= LB>{{Kirjaviite | Tekijä =Bortolon, Liana | Nimeke = The Life and Times of Leonardo | Julkaisija = Paul Hamlyn | Julkaisupaikka = London | Vuosi = 1967 }}</ref> Toinen sattumus tapahtui, kun hän oli tutkimusretkellä vuorilla. Hän löysi luolan, ja kertoi tunteneensa toisaalta pelkoa luolan sisällä mahdollisesti asustelevaa hirviötä kohtaan mutta toisaalta uteliaisuutta saada selville, mitä luolassa oli.<ref name= LB />
