Da Vinci je cijeloga zivota crtao, pravio nacrte mastilom ili olovkom. Sacuvano je 4 000 njegovih crteza, cesto malih dimenzija. U svojim dnevnicima koje je vodio svakodnevno neprestano je posmatrao svijet oko sebe. Leonardo je pisao u zbijenim linijama, napisanim kao odraz u ogledalu, s desna na lijevo. S obzirom da je pisao lijevom rukom vrlo je moguce da mu je bilo lakse pisati s desna  na lijevo. Njegove zabiljeske i crtezi prikazuju veliki obim njegovih interesa. Citave stranice posvecene su oruzju, kopljima, buzdovanima i macevima egzoticnog oblika. Tu su zatim, skice za pravljenje utvrdjenja i seme artiljerijskog oruzja, crtezi letecih masina, tenkova, opreme za ronjenje i druge fantasticne stvari, vijekovima pre nego sto su napravljene. Uz crteze biljaka tu su i seme zupcanika i tockova, kao i draperija.

Da Vinci je crtao i razlicite zivotinje: pse, macke, medvede, konje, pa cak i zmaja. Bez znanja detalja o anatomiji, osim onih koje je mogao da vidi golim okom, nacrtao je "Drvo zila" na kome je prikazao polozaj srca, pluca i glavnih arterija u ljudskom tijelu.

Medju njegovim poznatim crtezima su Vitruvijev covjek, studija o proporcijama ljudskog tijela, Glava anjela za Bogorodicu u pecini, botanicka studija za Poklonjenje mudraca kao i velika slika u crnoj kredi za Bogorodicu sa djeteom. U ovim skicama zastupljen je sfumato.

Njegovi dnevnici, koji su se sastojali od crteza, sada se cuvaju u Kraljevskoj biblioteci u Windsoru, u Louvru, Nacionalnoj biblioteci Spanije, Biblioteci Ambrosiana u Milanu, kao i u muzejima Victoria i Albert i Britanskoj biblioteci u Londonu. The Codex Leicester je jedini veliki Leonardov naucni rad u privatnoj svojini. Posjeduje ga Bil Gates i izlaze se jednom godisnjie u raznim gradovima svijete.