Из записей Леонардо, сделанных на полях рисунков, создается впечатление, что он, полный страстной одержимости, начал изучение анатомии и каждое открытие, сделанное им, наполняло его гордым чувством удовлетворения. Разумеется, он осознавал, что это действовало отталкивающим образом на некоторых современников. К воображаемым студентам, которые могли бы принимать участие во вскрытии трупов, он обращался со следующими словами: «Если ты любишь свое дело, то борись с отвращением, возникающим при этом в твоем желудке, и если даже оно не проходит и ты испытываешь страх оттого, что должен будешь провести ночь в обществе разрезанного на куски ужасного трупа, все равно борись с ним». Разумеется, самому Леонардо не было противно расчленять человеческие тела и он даже открыл для себя истинную красоту подобного творения, считая его шедевром, воодушевленно записывая на одном из своих анатомических листов: «О ты, человек, который при помощи моей работы соприкоснулся со знанием прекрасного творения природы, если ты веришь в то, что расчленение человеческого тела является преступлением, то подумай: насколько преступным является то, что забирает жизнь человека, и если эти выраженные формы в своем строении покажутся тебе прекрасными, осмысли их, ибо ничто не идет в сравнение с душой, живущей в этом строении, так как это всегда должно быть творением Бога. Пусти в его творение свое удовольствие и волю и не допускай того, чтобы твой гнев и злость разрушили такую жизнь ибо истины нет для тех, кто не ценит жизнь, и незаслуженно владеет ею».
Однако Леонардо не ограничился в своих исследованиях только анатомическим описанием, он занимался также и вопросами патологии, а именно прогрессирующими изменениями под действием болезни. К примеру, он стал первым, кто в истории медицины описал артериосклероз. Во время работы во Флоренции над «Битвой при Ангиари» ему пришлось проводить вскрытие тела старика, который до конца своей жизни считал себя здоровым. В сообщении Леонардо говорится: «Некоторые сведения, собранные мной о его жизни перед смертью, говорят мне о его возрасте; он прожил 100 лет и в канун смерти не чувствовал ничего другого, кроме старческой слабости… Я провел вскрытие, целью которого являлось установить причины такой безболезненной смерти, и обнаружил, что смерть наступила вследствие бессилия, проявившегося в отказе работоспособности крови и артерий, обслуживающих сердце и другие сопутствующие органы (в общем это была аорта, иначе главная артерия), и я записал на пергаменте, что обнаружил их изуродованными и сморщенными». Это ярко выраженное изменение показалось ему достойным особенного внимания, потому что он примерно в это же время провел вскрытие трупа 12-летнего ребенка, в котором он обнаружил «полную противоположность случаю со стариком». Он описал также труп одного мужчины, который вследствие прогрессирования болезни — вероятно, он страдал раком, — был настолько изможден и худ, что «его мускулы истощились и по состоянию своему превратились в тонкую кожу». Очевидно, что смерть наступила вследствие экстремальной атрофии всего мышечного аппарата.