วิศวกรรมทหาร
เลโอนาร์โดได้สเกตช์ภาพอาวุธสงครามไว้มากมายทั้งๆ ที่เขาเป็นคนเกลียดสงคราม เขาเคยกล่าวไว้ว่า ”สงครามคือความบ้าคลั่งเยี่ยงสัตว์ของคน”
แต่เมื่อในสมัยที่เลโอนาร์โดยังมีชีวิตอยู่ เจ้าครองแคว้นต่างๆ เช่นทัสคานี และลอมบาร์ดี ทำสงครามกันเป็นประจำและในตอนที่เลโอนาร์โดอายุ 42 ปี เขาได้เห็นกองทัพของพระเจ้าชาร์ลส์ ที่ 8 (Charles VIII) แห่งฝรั่งเศลบุกอิตาลีอีก 2 ปีต่อมา เขาก็ได้เห็นกองทัพเยอรมันและสเปนบุก อิตาลีอีก การทำงานรับใช้ เซซาเร บอร์เจีย (Cesare Borgia) ทำให้เลโอนาร์โดต้องเข้ามามีบทบาทในการออกแบบอาวุธสงคราม
งานออกแบบทางด้านวิศวกรรมทหารของเลโอนาร์โดได้แก่ วิธีสร้างป้อมปราการป้องกันเมือง อาวุธยุทโธปกรณ์
สำหรับโจมตีข้าศึก อุปกรณ์ขุดเจาะอุโมงค์ทะลุภูเขาและคลอง อีกทั้งยังได้ดัดแปลงอุปกรณ์ทุกชนิดที่เคยใช้มือควบคุม ให้ใช้เครื่องกลแทน
- เนื่องจากอาวุธปืนใหญ่ที่ใช้กันในสมัยนั้นยังไม่มีประสิทธิภาพเท่าไรนัก เลโอนาร์โดจึงได้ออกแบบวิธีสร้างปืนใหญ่ใหม่ให้สามารถยิงกระสุนได้หลายนัดพร้อมกันทั้งยังศึกษาวิธีที่จะทำให้มีกลไกการยิงที่แม่นยำ โดยได้พบว่า หากลำปืนยาว แล้วเล็งกระสุนทำมุมยกขึ้นต่ำ พิสัยในการยิงกระสุนจะไม่ดีเท่ากับการใช้ปืนที่มีลำกล้องสั้นแต่ยิงกระสุนทำมุมยกขึ้นสูง
- ในส่วนของกระสุน เลโอนาร์โดได้ออกแบบกระสุนที่มีลักษณะเรียวยาว และมีครีบ โดยมุ่งหวังให้ครีบทำหน้าที่ควบคุมเสถียรภาพในการบินของกระสุน ขณะพุ่งผ่านอากาศ กระสุนมีครีบนี้มีลักษณะเหมือนจรวดที่ทหารทุกวันนี้ใช้ในการทำสงคราม
- อาวุธสงครามที่มีชื่อเสียงมากชนิดหนึ่งคือ รถม้าที่มีเคียวคมๆ ติดประดับ เวลาขับรถม้านี้เข้าปะทะกองทัพข้าศึก เคียวคมที่ติดกับรถม้าจะหมุนสับทำร้ายหรือฆ่าศัตรูได้
- ในหน้าเดียวกับภาพรถม้ามฤตยู เลโอนาร์โดยังวาดภาพของรถถังไว้ด้วย ภาพข้างซ้ายแสดงลักษณะภายในของตัวรถเวลาฝาครอบเปิด ส่วนภาพข้างขวา แสดงตัวรถเวลามีเกราะปิดครอบ เขายังได้ออกแบบรถให้ทหารที่อยู่ภายในสามารถใช้ปืนยิงข้าศึกได้ในขณะที่รถ เคลื่อนที่ ซึ่งหากงานออกแบบนี้ของเลโอนาร์โดสร้างได้จริง มันจะเป็นรถมรณะที่น่ากลัวมากในสมัยนั้น
- ในสมัยเลโอนาร์โด ผู้คนรู้จักทดน้ำจากคลองไปเข่นฆ่าศัตรู และทำลายระบบการคมนาคมรวมทั้งเสบียงอาหารของข้าศึก เลโอนาร์โดได้ออกแบบเครื่องกลสำหรับขุดคลอง
- ในด้านการป้องกันเมือง เลโอนาร์โดได้ออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้ผลักบันไดข้าศึกให้ตกจากกำแพงเมือง
- ถึงแม้เลโอนาร์โดจะใช้ชีวิตอยู่ไกลทะเล เช่นที่ฟลอเรนซ์และมิลาน แต่เลโอนาร์โดก็มีความรู้สึกผูกพันกับทะเลมาก เขาได้ออกแบบอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับให้มนุษย์เข้าไปอยู่ภายในเพื่อใช้ชีวิตใต้น้ำได้ และนี่ก็คือเครื่องดำน้ำ
- เลโอนาร์โดยังได้เสนอวิธีทำลายเรือข้าศึกเวลาเกิดสงครามทางน้ำ โดยการใช้ของผสมระหว่างกำมะถันกับปูนขาว ซึ่งมื่อถูกน้ำจะระเบิดเป็นไฟ รวมทั้งได้ออกแบบขอเกี่ยวที่มีพลังสูง จนสามารถเกียวใต้ท้องเรือข้าศึก แล้วเจาะท้องเรือให้ทะลุจนเรือจมได้
- เลโอนาร์โดได้ออกแบบธนูยักษ์ที่มีขนาดใหญ่ซึ่งใหญ่เสียจนถ้ามีใครสร้างได้จริง คงจนย้ายไปตามถนนในสมัยนั้นไม่ได้ ถึงกระนั้นการออกแบบอาวุธขนาดมโหฬารเหล่านี้ก็คงทำให้คนออกแบบมีความสุขที่ได้นั่งคิด ถึงแม้จะออกแบบอาวุธและกระสุนต่างๆ ได้แต่ เลโอนาร์โดก็มิใช่นักฟิสิกส์ผู้สามารถอธิบายวิถีการเคลื่นที่ของกระสุนได้ เขารู้เพียงว่าเมื่อกระสุนมีความเร็วเพิ่มขึ้นแรงต้านอากาศก็เพิ่มตาม โดยไม่รู้ความสัมพันธ์ระหว่างแรงต้านกับความเร็ว นอกจากนี้เวลาวาดวิถีทางเดินของกระสุน เขาก็วาดทางเดินที่โค้ง แบบพาราโบลา (Parabola) โดยไม่ได้เอ่ยถึงชนิดของโค้งนี้เลย
ในการออกแบบอาวุธสงครามนั้น นักประวัติศาสตร์คิดว่าเลโอนาร์โดคงได้ความคิดมาจากการอ่านงานของ อาร์คีมีดิส (Archimedes, 287-212 ก่อนคริสตกาล) และไพลนี (Pliny) ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ที่ได้สู้สงครามมามากครั้งเช่นกัน