根據瓦薩裏的説法，列奧納多與魯斯蒂奇友誼的結晶正是群雕《聖約翰向利未人和法利賽人布道》，這組群雕位於大教堂對面洗禮堂的東門口上面。“他（魯斯蒂奇）創作這組群像時，除了列奧納多之外，他不允許任何人靠近他，也不讓人走到那雕刻的場地中。”這位左手揮動的人物一直被比作《博士來拜》中那位沉思冥想的老人。雖然是以魯斯蒂奇純熟的風格創作的，聖約翰的一隻手卻指向空中，這姿勢是一個標誌性的動作。
在訴訟案漫長的間歇期間，列奧納多在馬爾泰利府中開始整理自己的草稿，這記錄在了《阿倫德爾抄本》的第一張對摺紙上：
1508年3月22日始於佛羅倫薩的彼得羅·迪·布拉喬·馬爾泰利府中。這本集子毫無秩序，由我抄寫的許多紙張組成。我日後打算根據這些紙張的主題，把它們放在適當的位置，使其變得井井有條。
《阿倫德爾抄本》本身並不是“文集”，它現在（或許在16世紀90年代由蓬佩奧·萊奧尼裝訂成冊）依然極其混雜。只有前三十頁對摺紙與最初的描述相吻合：紙張、墨跡、字體和主題——主要是物理學和力學——都是統一的，抄寫日期大概恰好就是1508年春天的這個時候。但即使在列奧納多剛開始動手時，對手稿進行整理和分類的任務就突然顯得讓人畏縮不前了：
恐怕還沒來得及完成，我就會重復已經重復了幾次的事情，讀者們，這不要怪我，因為文集涉及的主題太多，我無法完全記住。哎呀，我不寫是因為我已經寫過了。為了避免這一點，對於我想要抄寫的每一段文字，很有必要瀏覽一下我已經做過的一切，以便不要再重復了。
文字笨拙是列奧納多給人們留下的印象。列奧納多已經從新聖母瑪利亞醫院那裏重新得到了這些資料，他1506年離開時曾把資料藏在那裏。這些資料現在堆積馬爾泰利府中列奧納多的桌上。這些資料雖然珍貴，卻非常雜亂。另外一則記錄使我們注意到這些資料容易丟失，遭到毀壞：“明天查看所有的主題，把它們抄寫下來，然後劃掉那些原始材料，把它們留在佛羅倫薩。這樣要是你隨身攜帶的資料遺失了，這份成果也不會丟失。”
也正是在這時，列奧納多開始編輯那寫得密密麻麻的《萊斯特抄本》（這是以抄本18世紀的所有人萊斯特伯爵托馬斯·科克的名字命名的，抄本現在歸微軟公司的百萬富翁比爾·蓋茨所有）。《萊斯特抄本》是列奧納多所有筆記中標準最為統一的，雖然標注的完成日期為1507－1510年，它卻給人一種前後連貫，甚至是愚頑不化的感覺。抄本的筆跡小而整齊，草圖都被擠到了書頁的邊緣地帶，這容易造成近視的印象卻掩飾了抄本五花八門的主題。《萊斯特抄本》與我們今天稱之為地球物理學的東西有關，因為它研究了世界基本的自然結構，詳細分析了宏觀世界，拆除了陸生軀體的可移動部分。這就導向了純物理學的領域（引力、動力還有震動）和關於化石的激烈討論。列奧納多對月球的發光産生了疑問：這表示月球是由如同水晶或斑岩的反射材料組成的？還是月球表面覆蓋著波浪狀的水呢？如果月亮的盈虧是由地球的陰影引起的，那為什麼在新月階段會隱約看到月球的其他部分呢？（在後一種情況中，列奧納多正確推斷出了這些次要的光線是從地球反射過來的，這比開普勒的老師邁克爾·馬斯特林的發現早了幾十年。）
在現代科學中，《萊斯特抄本》並不是一本開天闢地的著作。《萊斯特抄本》的宇宙哲學論主要是中世紀的學説，因為它的研究是為了宏觀的和諧和潛在的幾何學上的對稱。《萊斯特抄本》中最著名的段落是關於地球和人體之間一成不變的詩性類比：
我們可以説地球是有生命的，它的肉體就是土壤，骨頭就是連續的岩層，軟骨就是石灰華，血液是河流的經脈。位於心臟附近的血湖就是海洋。地球的呼吸就是脈衝血液的漲漲落落，即使如此在地球中還有海洋的退潮和氾濫。
從這些方面來看，《萊斯特抄本》更像是一本哲學著作，而不是科學書籍，但哲學總是處於不斷審視之下。在想像和實際之間總是存在著典型的列奧納多式的調節，這是兩者之間的一場對話。列奧納多苦苦思索著古人的宇宙理論，使它們經受“經驗”的檢驗。列奧納多研究植物葉子上露珠的表面張力，以便他可以了解關於“普遍水體”的更多知識。而在“普遍水體”中，根據亞裏士多德的説法，宇宙是封閉起來的。列奧納多建造了一個四週帶有玻璃的儲水池，這樣他就可以觀察水流和泥土的微型模擬沉澱了。列奧納多的一場關於大氣效應的討論還利用了他從阿爾卑斯山的玫瑰峰觀察到的資料：“正如我曾看到的。”
列奧納多的有些試驗可能與他在佛羅倫薩的這幾個月有著密切關係。兩幅顯示水流的草圖標有魯巴孔塔橋的字樣，這是舊橋下游阿勒-格拉齊橋的另一個名稱。在《大西洋抄本》的一篇文章中，列奧納多記錄道:“寫到在水下游泳，你會有一種鳥兒在空中飛翔的感覺。這裡有個好地方，磨坊的水在那裏流進了亞諾河，形成了魯巴孔塔瀑布。”這些“瀑布”就是攔河壩：1472年畫有船夫和漁民的佛羅倫薩“連鎖地圖”上就顯示了攔河壩，這座大壩現在仍然屹立在那裏。
