L'esposizione darà una visione di Leonardo non mitografica, né retorica né celebrativa, ma trasversale su tutta l'opera del poliedrico personaggio, considerato come artista e scienziato attraverso alcuni temi centrali individuati dai curatori: il disegno, fondamentale nell'opera di Leonardo; il continuo paragone tra le arti: disegno, pittura, scultura; il confronto con l'antico; la novità assoluta dei moti dell'animo; il suo tendere verso progetti utopistici, veri e propri sogni, come poter volare o camminare sull'acqua per cui sarà allestita in mostra una apposita sezione; l'automazione meccanica e così via, temi che lo hanno reso un alfiere dell'unità del sapere, con l'intrecciarsi continuo nella sua opera di scienze e arti.
La mostra intende rivolgersi a un pubblico vasto e non di soli specialisti e si proporrà di illustrare, attraverso dodici sezioni, le tematiche centrali nella carriera artistica e scientifica di Leonardo, trasversali nella sua lunga estensione, venendo ad abbracciare non solo gli anni della sua formazione fiorentina, ma anche i due soggiorni milanesi, fino alla sua permanenza in Francia, sottolineando così alcune costanti della sua visione artistica e scientifica. Dal percorso espositivo risulterà chiara anche la sua vocazione all'interdisciplinarietà e al continuo intrecciarsi di interessi, attraverso l'approccio analogico allo studio dei fenomeni e alla loro rappresentazione grafica, riassunti e culminanti nei suoi dipinti più tardi.
La sequenza del percorso espositivo presenterà nelle varie sezioni opere autografe di Leonardo - dipinti, disegni e manoscritti -, introdotte dalle opere dei suoi predecessori - pittori, scultori, tecnici, teorici - che possano contestualizzare il contributo di Leonardo nella storia dell'arte, della scienza e della tecnica e offrire nel contempo una visione della figura di Leonardo artista e scienziato del suo tempo, senza concessioni alla mitografia e alla banalizzazione. Due sezioni finali, tuttavia, mostreranno anche l'influenza di Leonardo pittore e teorico dell'arte in età moderna e la formazione del suo mito, incentrato sulla Gioconda.