A Roma Leonardo si dedicò agli studi di specchi di grandi dimensioni e ai progetti per la bonifica delle Paludi Pontine, di proprietà di Giuliano de’ Medici dal 1515, che realizzò durante il suo soggiorno nella città papale.

Secondo il racconto del Vasari, i contemporanei percepirono il periodo romano come un momento di decadenza per l’arte dell’artista vinciano.

Nell’ottobre del 1515, Leonardo si recò per un breve periodo a Firenze, insieme alla corte papale, per incontrare il nuovo re di Francia, Francesco I, allacciando contatti che gli sarebbero tornati utili quando, alla morte improvvisa di Giuliano de’ Medici, avrebbe deciso di stabilirsi definitivamente in Francia.

L’ultima data nota del periodo di Leonardo a Roma risale all’agosto 1516, quando, spinto da un antico interesse per le architetture paleocristiane, prese le misure della Basilica di San Paolo fuori le mura (Codice Atlantico, f. 471r).