Они представляют собой не просто грамотные и точные в научном плане зарисовки, сочетающие несколько точек зрения на объект и потому позволяющие понять принцип его функционирования, но и блестящие образцы графического искусства, создающие иллюзию рельефного, трёхмерного изображения. Познания Леонардо да Винчи в этой области нашли отражение в неоконченной картине «Святой Иероним» (около 1481 – 1482 гг., Пинакотека, Ватикан), в которой мучительное напряжение мышц шеи и лица персонажа в равной степени выражает и физическое страдание кающегося святого, и его духовное исступление. В 1482 г. Леонардо да Винчи покинул Флоренцию и направился в Милан, чтобы поступить на службу к герцогу Лодовико Сфорце (по прозвищу Моро). Непосредственно перед отъездом или сразу после прибытия в Милан Леонардо да Винчи составил опись своих законченных работ, в которой упомянуты фигурные штудии и анатомические рисунки, а также два образа Мадонны. В письме к новому патрону Леонардо да Винчи отрекомендовался, в первую очередь, как военный инженер, подробно описав военные машины и фортификационные сооружения, которые он мог бы проектировать, и лишь в десятом пункте упомянул о своих дарованиях в области искусств. Леонардо да Винчи также заявил о способности изготовить бронзовую конную статую и с 1482 по 1493 гг. работал над проектом памятника Франческо Сфорцы. Многочисленные рисунки лошадей и виртуозные графические эскизы монумента свидетельствуют об интересе Леонардо да Винчи к передаче внутренних душевных движений через стремительный, стихийный порыв взмывшего на дыбы коня и данной в резком развороте фигуры всадника (Королевская библиотека, Виндзор). В 1493 г. была изготовлена гигантская глиняная модель монумента (утрачена в 1499 г.). Первый миланский период стал временем наиболее интенсивных занятий Леонардо да Винчи в области архитектуры. В 1490 гг. благодаря деятельности архитектора Донато Браманте, с которым Леонардо да Винчи был дружен, и периодическому присутствию ведущих архитекторов Центральной Италии Милан стал подлинной лабораторией языка ренессансного зодчества. Леонардо да Винчи участвовал в дискуссии вокруг строительства трибуны (башни над средокрестием) Миланского собора и представил к конкурсу 1486 г. её деревянную модель, предполагавшую купольное перекрытие с опорой на паруса. Интерес Леонардо да Винчи к проблемам центрических построек выдают рисунки с изображением купольных и многокупольных церквей с центрическим лепестковым планом или планом в форме греческого креста. В них мастера интересовали не столько математические и геометрические закономерности, сколько объёмно-планиметрическое решение здания и органическое развитие архитектурного тела в пространстве. Как консультант Леонардо да Винчи участвовал в строительстве замка в Виджевано (резиденции Сфорцы) и собора в Павии (1490 г.; совместно с Франческо ди Джорджо Мартини). Кроме того, изучал вопросы градостроительства, гидротехники и ирригации, в 1494–1498 гг. руководил постройкой канала Мартезана, предназначавшегося для орошения зоны Ломеллина близ Милана.