为了这座纪念碑式的“骑马巨像”的雕塑，达·芬奇断断续续制作达十年之久。从80年代的早期，达·芬奇就制作了若干草图，他在马的举足跃腾还是稳步前进的姿态上举棋不定。到了90年代，在翻铸模型的草图上，达·芬奇才确定了稳步前进的姿态。1490年，达·芬奇完成了高达七米的与真人大小相等的泥塑构图。它比当时那太罗和委罗基奥的骑马雕像要高出一半以上，被人称为“世界第八大奇观”，得到同时代人众口一词的崇高评价。达·芬奇把这个泥塑构图安放在公爵城堡中的一个院落里。但铸铜像时需要80吨铜。可惜还没有来得及铸铜。1499年，法国军队占领米兰，它立刻成了法军射手射击和打靶的目标，于是被全部毁坏了。
当时的米兰，经济也很发达，冶金技术和水利工程在全意大利是属于一流的。达·芬奇仔细研究了米兰的冶金技术，实地考察和研究了伦巴底的水利工程建设。他常常带领学生们去拜访巴费亚学院的教授们，和米兰的学者们进行广泛的交流和讨论。他曾向斯福查公爵提出系统的方案，来开掘“斯福查运河”。这条运河将塞西亚河和第其诺河联结起来，而且用一个小运河网去灌溉伦巴底那地方的草地、田园和牧场。运河开成之后，广阔的伦巴底平原，从摩塔拉，直到亚毕亚特格拉索，河渠纵横交错，土肥水美，物产丰饶，如同人间的乐园一般。
1484年到1486年间，米兰发生了瘟疫，很多人染疾毙命，活着的人心惶惶，朝不保夕。一天，达·芬奇见到公爵，他送上一张草图，公爵见上面画着一个具有双层街道的城市图案。房屋的下边，还有好多管子和沟渠流着污秽的水。“这不错，”公爵说。“你认为真能够建筑这样一个城市么？”
“能够的，”达·芬奇说，“我好久以来就梦想着，殿下也许会来尝试一下，至少在米兰郊外建筑这样一个城市，5000个房屋给3万人居住。现在人群拥挤在一起，吸的是恶浊的空气，饮的是污秽的水，传播着瘟疫和死亡的一切种子。这样的城市时常要受到瘟疫和死亡的威胁。可是新城就会疏散一点，舒适一点，也更清洁一点。殿下有意实现我的计划么？那将是世界上最美丽的城市？”
公爵脸上浮现出一丝微笑：“你是个怪人，列奥纳多先生！我相信，若是让你放开手去做，你不知道会把这个国家变成什么样子。”
尽管达·芬奇的这个建议没有被公爵采纳，但是，他的计划和想法却对后来的城市建设产生了重大的影响。如今，没有一个现代化城市不建设地下水道，把城市污水排出去。
除了开凿运河，疏浚河道，兴修水利，铺设道路，建筑堡塞和改良城防，达·芬奇还开始了对飞行机的研究。他早就想过：沉重的鹰用它的双翅能在稀薄的空气上面盘旋，庞大的船用它的风帆能在海面鼓浪前进，为什么人类不能装设翼翅以凌驾空气，制服风力而扶摇直上呢？他决心解开这里的奥秘。
达·芬奇把自己的想法记在一本簿子上，旁边还画了一幅图，一根圆铁棍装在一根辕木上面，辕木之上又装有若干翼翅，可以用绳子拉动。
有一天达·芬奇在回佛罗伦萨城里的路上，慢慢骑着马走，贝尔特拉非奥步行在他旁边。此外没有别人。一路上橄榄树的潮湿的黑根中间点缀着绿草，蓝色的蝴蝶花带着纤细的不动的花茎，就生在绿草中间。寂静得很，像初春清晨所能有的那般寂静。
达·芬奇当时，已有四十以上年纪，当他不说话，在沉思的时候，他的颦蹙的眉毛底下两颗浅蓝色的锐利的眼睛，显出阴冷迫人的神气。若是他说话的时候，眼中含有和悦的情意。他的金黄色的长胡子，同样也是金黄色的丛密的蜷曲的头发，给人以庄严的相貌。他的面孔具有温柔得几乎同女人一般的美；身体虽然魁梧而有力，他的声音却是非常高亢而悦耳，不像男子的声音。美丽的手，连着雅致的纤细的指头，温柔得像女人的手一般，但却有着很大的力量。
突然达·芬奇拉住他的马，望着一只幼鹰，它正在向着穆农溪边芦苇丛中窥探它的口食——一只鸭子或者一只苍鹭罢。这鸟儿慢慢地匀称地在空中盘旋着，一会之后，它突然头下脚上地冲下来，像一块落地的石头，一面狂叫着，在树梢背后消失了。达·芬奇的眼光随着它飞，每一转身，每一运动，每一展翅，都逃不过他的眼睛。鸟儿不见之后，他就打开那系在腰带上的一个簿子，在那上面写字——自然是记录他对于鸟飞的观察结果。
贝尔特拉非奥发现，他的笔并不是拿在右手，而是拿在左手，于是他立刻联想到一种关于达·芬奇的极稀奇的传说，说他的著作是用照镜式字体写的，不是从左往右写，而是从右往左写，同东方人写字一样。据说，他这样写，是为了隐藏他的关于神和自然界的邪恶的异端的思想。
经过多年的苦心计算和设计，他的这架机器快造成功了。正放在他的面前，笨头笨脑的怪模怪样的。他这架新机器好像一只大蝙蝠。翼翅的骨架同骷髅的手一般，有五个多节的指头，关节的地方都可屈伸活动。硝过的皮条和生丝绞成的绳索做成一条带来，连同一根杠杆和一块圆板，把指头给系起来，同筋肉的作用一般。一根活动的棍子和一根接连的大棒可以把翼翅高举起来。罩套是坚韧的薄绸做成的，全不通空气，有如鹅掌的蹼膜，又可以展开合拢。四个翼翅都是参差扇动着，同奔走的马足一样。每个翼翅都是40英寸长和8英寸高。翼翅向后扇时，全机就向前冲，翼翅向下扇时，全机就向上举，飞行的人双脚立在踏蹬上面，脚部的力量，经过绳索、辘轳和杠杆传到翼翅去，使翼翅活动起来。人的头部则驾驶一个大舵，舵上满装羽毛，看来好像鸟儿的尾巴。
鸟儿要从地面上飞起时，在振翼以前必须用双脚高跳一下。蜡嘴雀的脚很短，若是把它放在地面上，它能鼓翅而飞不起来。达·芬奇用两个芦苇做的像梯子一般的东西，装在这飞行机器上面，代替鸟脚的作用，从经验上知道：一架完善的机器同时必须是美观的和匀称的，这两把不可缺少的梯子装在上面，非抱貂女郎常难看。于是他埋头在数学的计算上面，探究这机器的谬误之点，可是找不出来。忽然，他在一张密密地排满了图形和数字的纸上，乱涂几笔，在边缘写道：“错了！”然后用表示气愤的文字添加一句诅咒的话说“到魔鬼那里去吧！”
算式愈算愈加紊乱起来，那个发现不出来的谬误愈觉得是重大了。纸上排满了图形、数字、括弧、分数式、方程式、平方和立方根号。
深夜便不知不觉地过去了。达·芬奇连续两晚没有睡眠了。
从佛罗伦萨回到米兰后，整整一个月，达·芬奇完全埋头在他的飞行机器上面，几乎没有离开过他的屋子。
一株白刺槐的树枝从打开的窗户窥视进来，并散放些柔软而清香的花瓣在写字台上，月亮穿过那发出珍珠光泽的淡红色云幕，减少了一点光辉，照进房内来，同那正在消融的蜡烛的红光融化成一片。房中最触目的是飞行机的翼翅，它们高过一切，从地面直耸至天花板，一个还是空架子，其余的已经上好罩套了。在这些翼翅中间，地板上面。有个人伸长身子躺着，头向后仰，显然是在工作当中睡着了。他右手还紧握一把烟熏的铜瓢的把柄，有什么金属溶液从那里流到地面上去。
在月亮和蜡烛的摇晃不定的光照下，这架飞行机和那个在翼翅中间睡眠的人，合起来好像就要振翅飞去的一只巨大蝙蝠。
那个在地板上睡觉的人此时醒转来了。那是达·芬奇的助手，佛罗伦萨城的一个灵巧的机器匠和铁匠，名叫左罗亚斯特罗。他有一次做工时，燃烧的火炉里跳出一星火，把它的一只眼睛弄瞎了。这个笨重的大汉，有时候像小孩子般天真。
“我贪睡了！”铁匠喊，一面捧着他的头。“让魔鬼抓我去吧！师父，您为什么不唤醒我呢？我是很着忙的，我要在今天晚上以前也做好左边那扇翼翅，那么明天就飞得成功了。”
“你这觉睡得很好，”达·芬奇回答，“你没有妨害什么事情。这机器是用不得的。”
“什么？又用不得了么？不，不，师父，不管您怎么办，我是不愿再做一回这种机器的。你想，我们费了多少金钱和劳力！现在一切又都白费了！那么怎么办才好呢？这个机器还飞不成功么？它不仅载得一个人，连一只大象都载得起哩！师父，您看吧！您答应我再尝试一回，这次我拿到水上飞去。若是掉下来的话，我只当洗一次浴。我泅水的工夫简直像一尾鱼，我是不会淹死的。”
“耐心一点，我的朋友！凡事都有一定的时候。以后……”
“以后！”铁匠叹了一口气，几乎哭出来。“为什么不是现在呢？不错，只要上帝还活着，我总飞得成功的！”
“你飞不成功的，左罗亚斯特罗。我用数学算过了。”
“让魔鬼拿去罢，您的什么数学！您的宝贝数学弄得我们头脑糊涂。您想，这不是气死人么？我们还等待什么呢？飞行机快做好了，放在这里，我只消拿去，做一番祷告，求它好好飞起来，我就乘着飞去了。”
据说，这架飞机最终没有试验成功，达·芬奇并没有气馁，他进一步研究风力和气流的机械学。在他看来，人类没有飞翼是如何不能忍受，不堪设想。因此，他坚信，人类一定能飞起来。即使他做不到，但将来总有人做到。因为人将无所不能，人将征服一切。