Он был деятельным и влиятельным членом комиссии общественных сооружений. Наверно, он участвовал, подобно Браманте, в сооружении некоторых зданий, которые в таком большом числе строились в Миланской области во время управления Людовика Мора. Ему приписывают – впрочем, без достаточных доказательств – прекрасную церковь Санта-Мария-делле-Грацие, которая прилегает к монастырю, где он рисовал «Тайную вечерю». Он, наверно, не остался чуждым Павийскому собору: 21 июня 1490 г. он сопровождал Франческо ди Джиорджио в качестве консультанта работ (начатых в 1488 г.), а в его рукописях (В, 52) находим план, очень близкий к тому, по которому окончательно был построен собор.

В конце XV столетия управление по сооружению миланского собора должно было решить выбор купола, который достойно увенчал бы громадное сооружение. Был объявлен, без сомнения, конкурс. Из одного документа мы узнаем, что между художниками, предложившими в 1488 г. свои модели, фигурировали Браманте, Пиеро да Горгонцола, Лука Папиеро и Леонардо да Винчи, который по этому поводу получил в течение 6 месяцев 93 лиры 14 сольдо жалованья. Три года спустя он потребовал назад свою модель, которая не была употреблена в дело. В 1510 г. мы его опять находим членом комиссии, на которую было возложено заботиться об окончании собора. В его рукописях находится много эскизов, относящихся к этому проекту, над которым он работал одновременно с «Тайной вечерей» и статуей Сфорцы. Он не любил готического стиля. Легкие и стрельчатые соборы севера, дающие такой перевес чувству над разумом, не соответствовали его духу, в котором оба эти элемента находились в гармоническом сочетании. Он стоял за рациональную архитектуру, у которой смелость и порывы соразмеряются с устойчивостью опорной точки. Он с удивительной гибкостью комбинирует купол и фантастические причуды готического стиля, он делает их более легкими, усложняет их форму, окружает их орнаментами, соответствующими сооружению, которое они должны увенчать.

Леонардо не только был зодчим, он – теоретик зодчества. Согласно преобладающим свойствам своего ума, он от искусства переходит к соответствующей ему науке. Размышление не отвлекает его от деятельности, ибо он направляет его на средства к деятельности. В нем любознательность ученого есть только честолюбие человека, изучающего законы природы для того, чтобы, подражая ей, превзойти ее. Он изучает трещины стен, их причины, средства против них. «Изучай сначала причины, производящие трещины в стенах, а затем изучай особо, какими средствами можно помочь этому». Он изучает свойства арки, «которая есть не что иное, как сила, произведенная двумя слабостями (una fortezza causata da due debolezze)»; законы, которые следует соблюдать при распределении тяжести, поддерживаемой ею; отношение здания к поддерживающему его фундаменту; силу сопротивления перекладин.

Участие в постройке громадных религиозных зданий (соборы в Павии и Ком, купол Миланского собора, может быть, и церкви Санта-Мария-делле-Грацие) привело его к размышлениям о религиозной архитектуре. Довольно правдоподобны предположения Геймюллера, что он обдумывал трактат о куполах (trattato delle cupole). Этот трактат не был написан, но мы имеем, по крайней мере, относящиеся к нему рисунки. Рукопись В, заметки которой сделаны в 1488–1492 гг., содержит большое количество рисунков и планов церквей. «Если сопоставить, – говорит Геймюллер, – с одной стороны, очевидную связь, существующую между большим количеством этих эскизов, а с другой – невозможность видеть в них рисунки для какого-нибудь проектированного здания, то невольно приходишь к заключению, что они относятся к теоретическим исследованиям, произведенным с целью достижения ясного понимания законов, какими следуешь руководствоваться при постройке большого центрального купола, вокруг которого группируется много малых куполов». В этих рисунках Леонардо как бы хотел исчерпать все возможные комбинации и, исходя из различных принципов, делать всевозможные выводы. Геймюллер распределяет эти рисунки по группам (купола, возвышающиеся над круглым основаньем, – над четырехугольным основаньем и поддерживаемые четырьмя колоннами, – над восьмиугольным основаньем и т. д.), подразделяющимся еще на классы, из которых каждый содержит много типов. Предпочтение, оказываемое Леонардо греческому кресту, показывает, что он пришел к тому же выводу, как Браманте в первоначальном плане храма св. Петра в Риме: чтобы произвести наибольшее впечатление, купол должен подниматься из центра здания, плоскость которого может быть вмещена в круг.