意大利文藝復興時期，青年達·芬奇（湯姆·萊利飾）以卓越才智受佛羅倫薩執政官洛倫佐（埃利奧特·考恩飾）賞識，承接復活節慶典裝置制造任務并晉升軍事工程師。在參與設計防御工事期間，他與洛倫佐的情婦盧克蕾齊婭（勞拉·哈德克飾）發展出隱秘情愫。某次機緣下，一位奧斯曼帝國使者告知其父遺留的神秘典籍《葉之書》的存在，并暗示書中藏有顛覆時代的機械原理。為奪取此書，教皇西斯篤四世的侄子、瓦倫蒂諾公爵吉羅拉莫（布萊克·里特森飾）率軍逼近佛羅倫薩，迫使達·芬奇在政治漩渦中周旋。洛倫佐暗中支持其破解書籍密碼，最終達·芬奇借助書中原理改良武器設計，在佛羅倫薩保衛戰中擊退教廷軍隊，使《葉之書》的核心技術得以保全并融入城市防御體系。