23 квітня 1519 року він залишив заповіт, а 2 травня помер в оточенні учнів і своїх шедеврів у Кло-Люсе. Вазарі описує, що в останні дні, на смертному одрі, Леонардо каявся, що «він образив Бога і людей, не вдавшись до свого мистецтва, як мав би це робити», й послав за священником, щоб сповідатися й прийняти Святе Таїнство. За словами Вазарі, да Вінчі помер на руках короля Франциска I, свого близького друга. Ця малоймовірна, але поширена у Франції легенда знайшла віддзеркалення в полотнах Жана-Огюста-Доменіка Енгра, Ангеліки Кауфман і багатьох інших живописців.