Città d’arte, la cui diocesi comprendeva anche Vinci, sicuramente influenzò il giovane Leonardo che qui ebbe modo di vedere celebri opere quali, per esempio, le sculture di Nicola e Giovanni Pisano (il Pulpito in Sant’Andrea) e cicli di affreschi come quelli della cappella del Tau. Qui abitavano la zia Violante (nata nel 1432) con il marito Simone di Antonio da Pistoia (che per la dote risulta tra i creditori del nonno di Leonardo, Antonio, nel catasto del 1458) e amici di Leonardo menzionati nel Codice Atlantico.
Nella seconda metà gli anni Settanta del Quattrocento il Verrocchio lavorava a Pistoia: in Cattedrale, al Cenotafio Forteguerri (con il quale sono state messe in relazione due formelle in terracotta conservate al Louvre e attribuite anche a Lorenzo di Credi e Leonardo) e alla Madonna di Piazza, iniziata verso il 1478 e compiuta intorno al 1485 da Lorenzo di Credi (la cui predella dell’Annunciazione, esposta al Louvre, viene spesso attribuita allo stesso Leonardo); e ancora, probabilmente, in San Domenico, dove l’affresco del San Girolamo può ricordare la collaborazione con Leonardo.
Il Vinci menziona più volte Pistoia negli studi per la deviazione dell’Arno attraverso Prato e Serravalle Pistoiese, nel Codice Atlantico, nel Codice di Madrid II (anche con l’itinerario da Prato e da Poggio a Caiano fino a Villa Basilica; e da Lamporecchio a Monsummano) e in RL 12685 e 12279, oltre che nella carta idrografica RL 12277.
Nel Museo Diocesano sono state trasferite opere di arte sacra dal territorio di Vinci (in particolare dalla chiesa di Santa Maria a Faltognano), che quasi certamente Leonardo poté osservare in gioventù e nei periodi trascorsi nella sua terra natale.