Федерико да Монтефельтро немало сделал для процветания Урбинского герцогства. На него работали известные поэты, учёные, художники и среди них знаменитый архитектор и теоретик искусства Леон Баттиста Альберти, живописцы Сандро Боттичелли и Лука Синьорелли, фламандец Джусто ди Гант, испанец Педро Берругете, занятые оформлением рабочего кабинета герцога. В разное время в Урбино побывали фламандцы Рогир ван дер Вейден и Ян ван Эйк. Они принесли с собой новую технику письма маслом, произведя настоящий переворот в живописи. Правда, Вазари утверждает, что первым применил в Италии живопись маслом сицилианец Антонелло да Мессина, работавший сначала в Венеции. Возможно, Вазари прав, поскольку, как известно, Антонелло посетил мастера ван Эйка в Брюгге под видом обычного путешественника. Пока хозяин мастерской писал картину, любознательный гость задавал вопросы и развлекал его рассказами об Италии. В результате хитрому итальянцу удалось выведать хранимый фламандцем в тайне способ приготовления красок. Вместо тусклой непрозрачной темперы фламандцы применяли краски, размешанные на льняном или ореховом масле, которые сверкали, переливаясь множеством оттенков, а вкупе с цинковыми белилами ослепляли, как выпавший снег на солнце.

Наведывались в Урбино и представители венецианской школы братья Беллини. Известно, что во время своего последнего пребывания в городе Пьеро делла Франческа остановился в доме друга Джованни Санти, считавшего его не без основания своим учителем и мудрым наставником. Среди сограждан Джованни Санти почитался как образованный человек с широким кругозором. И только отец, ставший под старость не в меру ворчливым, был им недоволен, считая художества сына ребячеством и пустой тратой времени. Несмотря на попрёки практичного Санте, не утратившего крестьянской закваски и привязанности к земле, его старший сын сумел показать себя как плодовитый художник и вскоре был приближен ко двору. Там он обрёл громкую известность и как поэт. Среди оставшихся после его кончины бумаг было найдено одно поэтическое откровение о первом знакомстве с двором Федерико да Монтефельтро:

Надо заметить, что клятву он сдержал, служа верой и правдой герцогу. Его перу среди прочего принадлежит рифмованная «Хроника жизни и деяний великого герцога Федерико да Монтефельтро», завершённая в 1489 году. В Ватиканской библиотеке хранится её рукопись (cod. Ottobon 1305),насчитывающая 224 страницы, исписанные убористым мелким почерком. Впервые она была опубликована издателем Хольтцингером в Штутгарте в 1897 году. Не обладая особыми поэтическими достоинствами, эта поэма представляет собой ценность как любопытный документ эпохи, образно и живо повествующий о знаменитых мастерах итальянского Кватроченто — искусства «четырёхсотых» годов, то есть XV века, о нравах и обычаях блистательного урбинского двора, который по праву считался в Европе одним из самых «интеллектуальных» центров ренессансной культуры. В 1474 году по случаю визита в Урбино неаполитанского короля Фердинанда Арагонского приближённый ко двору Джованни Санти сочинил и поставил интермедию «Амур перед судом Целомудрия», имевшую большой успех у публики, а автор удостоился похвалы коронованного гостя и правителя Урбино.

Герцог Федерико был известен как человек разносторонних знаний, увлекавшийся литературой и философией. В юности он получил блестящее образование в мантуанской школе для одарённой молодёжи, основанной в 1423 году замечательным педагогом Витторино да Фельтре. Это была первая в Италии светская школа, где в основу воспитания были положены гуманистические принципы всестороннего развития личности. Первостепенное значение отводилось эстетическому и духовно-нравственному воспитанию, а знакомство с произведениями Гомера и Вергилия являлось первой ступенью в изучении философии и истории. Немаловажная роль отводилась физической закалке юношей, в том числе гимнастике, фехтованию и верховой езде. В жаркую пору наставник вывозил питомцев за город в своё имение на холмах Пьетоле, где родился Вергилий. Там на лоне природы он рассказывал ученикам истории о подвигах Геракла, Антея и Персея. В центре Мантуи до сих пор сохраняется как достопримечательность небольшое здание школы, называемое Casa Zoiosa— Дом Радости. Эта школа прославилась как кузница итальянской правящей элиты.

Поныне в рабочем кабинете урбинского герцога висит портрет обожаемого им учителя, написанный Джусто ди Гантом. В том же кабинете, украшенном великолепными интарсиями из кусочков ценных пород дерева по рисункам Боттичелли, находятся 14 портретов-медальонов великих философов и поэтов, что говорит об интересах и вкусах хозяина. При герцоге Федерико началось возведение грандиозного дворца на вершине холма Поджио по проекту далматинца Лучано Лаураны, мечтавшего о создании города будущего, как позднее Кампанелла будет мечтать о Городе Солнца. Сохранились его рисунки, в которых отражены смелые градостроительные идеи под влиянием новаторского искусства Пьеро делла Франческа и Паоло Уччелло, особенно их архитектурно-перспективных штудий и рисунков. После смерти супруги герцога Баттисты Сфорца в знак траура строительные работы были приостановлены и Лаурана покинул Урбино. С 1479 года завершением строительства новой резиденции герцога руководил сиенец Франческо ди Джорджо Мартини, друживший с Джованни Санти, в рукописи которого о величии дворца сказано:

Взметнувшееся над городом монументальное сооружение, построенное из местного известняка с алебастровыми прожилками цвета слоновой кости и прочного, как гранит, мелкого красноватого кирпича, поражает строгой пропорцией всех составляющих его элементов. Издали видны возвышающиеся над городом две сторожевые башенки, ставшие эмблемой Урбино. Особенно впечатляют просторный парадный внутренний двор в строгом обрамлении белокаменных колонн с аркадами и мраморными пилястрами второго этажа, висячий сад внутри дворца и фасады с резными лоджиями, откуда открывается панорама поросших лесами Апеннинских гор. О колоссальных затратах на строительство у того же Санти не без иронии говорится:

Внушительный по своим размерам дворцовый комплекс объединяет в единое архитектурное целое остальные соседние строения, что дало возможность литератору Кастильоне назвать Урбино «городом в форме дворца», где по странной иронии судьбы уроженец тех мест великий зодчий Донато ди Паскуччо д’Антонио по прозвищу Браманте (1444-1514) не нашёл себе применения, но справедливости ради следует заметить, что виной тому скорее всего был неуступчивый характер архитектора. Творение Лаураны и ди Джорджо Мартини считалось тогда самым современным дворцовым ансамблем века, и полюбоваться им в Урбино часто наведывались правители соседних княжеств и европейских государств. Монтень, посетивший Урбино во время вояжа по Италии, с восхищением отметил в путевом дневнике, что в гигантском дворце комнат и залов столько, сколько дней в году.

Весь город жил от двора и для двора, органично являя собой единое целое. При герцоге несли службу более четырёхсот придворных. Царившая во дворце праздничная атмосфера с непременными приёмами и балами, театральными мистериями и рыцарскими турнирами повлияла на воспитание вкуса юного Рафаэля, о чём свидетельствует одна из его ранних небольших картин «Сон рыцаря» (Лондон, Национальная галерея).