抵达法国时，达·芬奇已经64岁了，而且还生病，与其忠实的同伴，24岁的梅尔齐（Francesco Malzi）定居于卢瓦尔河上的安布瓦兹城堡与市镇之间的克洛斯（Cloux）的一栋漂亮房子里，那时国王经常住在那儿。他与弗兰茨一世交往，并被任命为“国王的画家、工程师、建筑师及国家机械师”——年薪700克朗。弗兰茨一世是慷慨的，即使在没落时仍然珍视天才。他很愉快地与达·芬奇交谈，切利尼断言：“在世上从未有人像达·芬奇一样懂得那么多，不仅在雕刻、绘画、建筑等方面，而且除此之外，他还是一位伟大的哲学家。”他的解剖素描令法国宫廷的物理学家们惊异！
有一个时期，他很努力以工作赚取薪水。他为皇家的展览安排化装舞会和化装游行；按计划来开凿运河以连接卢瓦尔河和索恩河（the Sa?ne），同时疏浚索洛涅（Sologne）的沼泽；可能也参与一部分卢瓦尔城堡的设计；一些证据使他的名字与喜爱珠宝的尚博尔（Chambord）连在一起。1517年以后，他可能很少作画，因为那年他患了麻痹性的中风，使身体的右半边无法行动；他左手也能绘画，但这是需要两只手的工作。他已是满脸皱纹的老人了，而年轻时所享有的身体健美和面孔清秀的美誉，已传给比他小50岁的瓦萨里了。他一度感到骄傲的自信已丧失，他精神上的宁静已被衰弱的痛苦抛弃，他对生活的爱好也被宗教的希望取代。他只写了简单的遗嘱，但在葬礼上要求全部的宗教仪式。他曾写道：“一日操劳，睡得安逸；一生尽责，死亦无憾。”
据瓦萨里记述，1519年5月2日，达·芬奇在国王的手臂中逝世。但这显然是虚构的，因为那时弗兰茨一世在别的地方。他埋葬在安布瓦兹圣佛罗里廷的大圣堂的修道院里。梅尔齐写信给他的哥哥告以此事，并说：“他的死，我实在无法表达我的痛苦，同时我将永远活在悲伤中。大家也将因此人的逝世而悲哀，因为大自然无法再创造出像他这样的人。愿万能的上帝让其灵魂安息吧！”
我们如何来论定他呢？——我们当中有谁具有评判这位多才多艺的人所需的各种知识与技术呢？由于他那具有多方面才能的心智的魔力，我们夸大了他实际的成就，而他在理论方面比在实际工作上更杰出。他不是那个时代最伟大的科学家、工程师、画家、雕刻家、思想家，他只是一个统合了这些知识的人，并且在每个知识领域里，他都可以与最杰出者一争短长。在医学院里一定有人比他更了解解剖学。在达·芬奇来到米兰之前，最著名的工程设施已经完成。拉斐尔或是提香所留传下来的画作有些比达·芬奇的更令人印象深刻。米开朗基罗是伟大的雕刻家，而马基雅维利及圭恰尔迪尼是极为深奥的学者，但达·芬奇对马的研究，可能在那时的解剖学上是最杰出的。洛多维科及恺撒·博尔贾二人，从整个意大利挑选他作为他们的工程师。拉斐尔、提香及米开朗基罗等人的绘画，无一幅可与《最后的晚餐》相提并论。在色彩方面，其细微差异的精妙，或是在描绘感情、思索、默想等方面的微妙，无人能与之匹敌。那时没有一尊石膏像能有他的《斯福尔扎》那样高的评价，没有一幅素描能凌驾于《圣母、圣子及圣安妮》之上，而且文艺复兴时期的哲学，没有比他的自然法更高超了。
他并非文艺复兴之人，因为他太温和、太内向、太文雅，不能刻画出一个在语言和行动上极为猛烈而强有力的时代。他并非一个完美的人，因为他不具有政治家和管理者的性格。虽然如此，他仍可以说是文艺复兴时期或者是整个人类历史上最完美的人。当我们注意到他的成就时，我们惊异于人类在这样早的时代便已有所创造，并因此恢复对人类成功的信念。
