Юному Донато пришлось рано начинать зарабатывать на жизнь, так как его отец рано умер. Предположительно, сначала Донателло учился в ювелирной мастерской, а также в мастерской живописца и скульптора Биччи ди Лоренцо, пользуясь покровительством богатого флорентийского банкира Мартелли.
Впервые имя Донателло упоминается в документах в 1401 году - в это время он работал ювелиром в Пистойе, городе неподалеку от Флоренции.
В 1403–1407 Донателло работал и учился в самой большой бронзолитейной и ювелирной флорентийской мастерской Лоренцо Гиберти (1378–1455), принимая участие в выполнении вторых дверей баптистерия Собора. В числе его подмастерий Донато упоминается в документах в 1404 и 1407 годах.
В 1407 г. Донателло покинул Гиберти и начал работу в мастерских, ведущих работы над украшением флорентийского собора. 25 ноября 1406 года имя Донателло упоминается в документах, связанных со строительством собора Санта-Мария дель Фьоре.
Тогда он сблизился с Филиппо Брунеллески (1377-1446), с которым его связывала многие годы близкая дружба. Вдвоем они побывали в Риме, изучая античные памятники, эта поездка стала переломным этапом в творчестве двух молодых мастеров.
Дружеские отношения связывали Донателло и с скульптором Нанни ди Банко, который, возможно, первым обучил его работе в камне, чем он не мог овладеть в мастерской Гиберти, любимым материалом которого была бронза.
Спустя несколько лет после ухода из мастерской Гиберти, Донателло кардинально изменил свой художественный метод, отринув готические традиции своего учителя, став родоначальником нового типа скульптуры.