천재 화가 레오나르도 다 빈치가 카테리나 다 크레모나를 독살한 혐의로 체포된다. 레오나르도는 수사관인 스테파노 지라르디에게 결백을 주장하며 과거 안드레아 델 베로키오의 제자로 일하며 카테리나를 만났던 일을 회상한다.

자신이 그린 천사로 인해 명성을 쌓게 된 레오나르도는 자코포 살타렐리라는 남성을 만나게 된다. 살타렐리와의 관계로 인해 투옥된 레오나르도는 베로키오의 공방에서 쫓겨나게 된다. 일자리를 잃은 레오나르도를 소환한 메디치 가문의 은행가 아메리고 데 벤치는 결혼을 앞둔 딸을 위한 초상화를 주문한다.

어떻게든 밀라노의 섭정 루도비코 스포르차의 후원을 받으려던 레오나르도는 그림이 아닌 연극의 연출을 담당하게 된다. 우연히 베르나르도와 함께 밀라노에 온 카테리나를 만난 레오나르도는 연극을 통해서라도 자신의 비전을 실현시키려 한다.

암살자를 처단한 루도비코는 레오나르도에게 스포르차 가문의 영광을 상징할 기마상을 만들라고 지시한다. 레오나르도는 자신의 천재성을 증명하기 위해 지금까지 존재한 모든 기마상들을 능가하는 작품을 만들어내려 한다.

출산 중 베아트리체가 목숨을 잃자, 루도비코는 모든 희망을 잃고 만다. 기마상에 쓰일 청동을 몰수당한 레오나르도는 루도비코를 찾아가고, 루도비코는 레오나르도에게 대신 수도원에 최후의 만찬을 그리라고 명령한다.

피렌체로 다시 돌아간 레오나르도는 지오콘도 부인의 초상화를 그리기로 한다. 그리움에 사무친 레오나르도는 카레티라를 찾아나서고, 루이 12세의 콘도티에로였던 체사레 보르자는 레오나르도에게 이몰라 성곽을 보수해달라고 부탁한다.