Et prosjekt Leonardo beskjeftiget seg mye med var et byplaneringsprosjekt, utformingen av `idealbyen'. Leonardo opplevde en stor pest-epidemi mens han jobbet for Il Moro i Milano. Han fant fort ut at kilden til den store spredningen av pesten var all kloakk og søppel som lå å fløt rundt i gatene i fattigstrøkene. Han bestemte seg da for å lage en plan for hvordan man kunne unngå liknende ting i fremtiden. Etter å ha utarbeidet den i detalj sendte han den til hertugen. I planen tilbyr han seg å bygge ti mønsterbyer, alle ved friskt rennende vann som også ga godt avløp. Det skulle bli sunne, renslige byer, forbundet med et nett av kanaler. Hvert hus skulle ha en åpen bakgård eller hage med cisterne. Derfra skulle vannet gjennom nedgravde rør ledes inn i huset, hvor han hadde planlagt både bad og vask. Kraft skulle man hente fra vinden og vannet selv. Vindmøllene han tegnet skulle i den verste sommerheten også sørge for frisk luft. Andre vindmøller skulle drive maskiner til husholdningen slik som vaskemaskiner. Han hadde til og med tenkt ut en vindmølle som skulle skaffe luft til et orgel slik at man kunne hygge seg med litt orgelspill i blant. Hver by skulle romme 5.000 hus og ikke mer enn 30.000 mennesker, til sammen skulle det bygges 50.000 hus. Alle husene skulle være like. De skulle bygges av prefabrikkerte deler som skulle fraktes frem til byggeplassen, der hvert enkelt hus så ble satt sammen. Byen ellers skulle ha parker og fontener og husene var planlagt slik at søppel ikke skulle føres ut samme vei som maten skulle føres inn. Han tenkte seg en by i flere plan hvor kjøretøy og transport foregikk i det nedre plan og mennesker beveget seg i det øvre. Helt nederst skulle kloakk og søppel gå helt avskilt fra alt annet. I den øvre gaten var det sprinkler slik at lys slapp ned til den nedre, og man kunne bevege seg fra det ene til det andre nivået via vindeltrapper.
Leonardo var klar over de enorme utgiftene gjennomføringen av et slikt kjempeprosjekt ville medføre og hadde egentlig ingen forhåpninger, så da Il Moro ga avslag tok han det ikke som noe stort nederlag. Visjonen til Leonardo kan synes underlig moderne, med masseproduksjon og prefabrikkering, tiden var vel ikke moden for slike forslag.