Возвращение семьи Медичи к власти во Флоренции и восшествие на папский престол в 1513 году Джованни Медичи, сына Лоренцо Великолепного, казалось бы, возродило многие надежды Леонардо, которому уже перевалило за шестьдесят лет. В октябре того же года маэстро встретился с Джулиано де Медичи, младшим братом папы, представлявшим интересы династии во Флоренции, и вместе с ним отправился в Рим. Возможно, в те дни Леонардо вынашивал идею реконструкции центра Флоренции, которая явно назрела после возвращения семьи Медичи. На листе из Атлантического кодекса (f. 315 r-b [865r]) он изложил свое предложение по расширению площади напротив базилики Сан-Лоренцо с усыпальницей семьи Медичи и строительству палаццо в память о восстании, приведшем к бегству семьи в 1494 году, или второго Дворца Медичи, который Леонардо думал поставить напротив палаццо, возведенного по пожеланию Козимо Старшего архитектором Микелоццо.

В Риме Джулиано Лено, попечитель строительства собора Св. Петра и правая рука Браманте и Рафаэля, подыскал для Леонардо жилье и помещение для мастерской на Вилле Бельведер^>40. Рафаэль изобразил да Винчи, своего духовного наставника, в образе Платона, представив Леонардо воплощением античной мудрости^>41. Тем не менее папа Лев X именно в Рафаэле видел живописца, способного в полной мере воплотить его художественные пристрастия и предпочтения, и не спешил привлекать Леонардо к осуществлению своих амбициозных архитектурных замыслов^>42. После смерти Браманте в апреле 1514 года ответственность за грандиозное строительство была возложена на Рафаэля. Отдельные рисунки Леонардо указывают, что он занимался расширением и укреплением порта в Чивитавеккья, где находилась ставка папской гвардии, и осушением Понтинских болот^>43.

В те годы маэстро наверняка испытывал чувство глубокой досады, находясь в тени двух восходящих звезд итальянской живописи, Рафаэля и Микеланджело. Видимо, так же, как и его соотечественник Джулиано да Сангалло, который явился в вечный город после избрания Льва X, но в скором времени, не прожив в Риме и двух лет, растеряв надежды, вернулся на родину. Однако Леонардо с пользой распорядился выпавшим ему свободным временем, отдаваясь на Вилле Бельведер своим любимым научным изысканиям.

Со смертью Джулиано Медичи, почившего 17 марта 1516 года, Леонардо утратил своего последнего итальянского покровителя и оказался в Риме в затруднительном положении в ожидании новых заказов. За несколько дней до этого события по распоряжению Франциска I и его матери Луизы Савойской из Лиона ему было отправлено приглашение к французскому двору^>44. Несмотря на тесные и продолжительные связи с французским двором в Милане, Леонардо некоторое время пребывал в сомнениях, но после непродолжительного колебания, наконец, решился на отъезд и отбыл во Францию в сопровождении своих учеников Франческо Мельци и Салаи и слуги Баттиста де Виланиса. Его работы, среди которых были рукописи, рисунки и несколько самых известных картин, везли в кожаных баулах на спинах вьючных животных. Как только Леонардо прибыл во Францию, Франциск I сердечно принял маэстро, наделил его титулом Первого живописца, инженера и королевского архитектора, выделил ему годовое жалование в1000 скудо и поселил в усадьбе Кло-Люсе рядом с замком Амбуаз. По свидетельству Бенвенуто Челлини, у Леонардо сложились дружеские, доверительные отношения с молодым королем, мечтавшим о распространении итальянского искусства во Франции. Вероятно, порядки, нравы и условия жизни в королевском замке сильно отличались от тех, что существовали в Милане при дворе Сфорца или у понтифика в Риме, но итальянская речь в Амбуазе звучала с тех пор, как во Францию перебрались художники и скульпторы Гвидо Маццони, Доменико да Кортона и Фра Джокондо. Леонардо наслаждался положением подлинно придворного художника, которому была предоставлена полная свобода и созданы превосходные условия для ученых занятий.