Według Vasariego na łożu śmierci Leonardo lamentował twierdząc, że obraził Boga i ludzi nie praktykując swojej sztuki tak jak powinien.
Pogrzeb odbył się 12 maja 1519 roku. Zgodnie z jego ostatnią wolą za trumną Leonarda podążało sześćdziesięciu żebraków niosących świece. Ciało pochowano kościele kolegialnym Saint Florentin, w zamku Amboise.
Kościół w którym został pochowany da Vinci został doszczętnie zniszczony w czasie Rewolucji Francuskiej. Dopiero w 1863 roku zarządzono wykonanie ekshumacji zniszczonych grobów. W jednym z nich znaleziono niekompletny szkielet o dużej czaszce z pierścieniem z brązu oraz kawałki kamienia z wyrytymi literami EO AR DUS i VINC, które najpewniej tworzyły napis Leonardus Vinci.
Do dziś nie wiadomo jednak czy odnaleziony szkielet rzeczywiście należał do artysty. W celu ustalenia tożsamości ogłoszono, że w przyszłości zostaną przeprowadzone testy DNA.