Lombardisk periode
I 1477 havde Bramante forladt Urbino af ukendte årsager og bosat sig i den norditalienske provins Lombardiet. Han arbejdede på fresker til facaden af Palazzo del Podestà (senere ombygget) i Bergamo, der viser klassiske figurer af filosoffer i en kompleks arkitektonisk ramme. Vasari (selv om han er dårligt informeret om denne periode) siger, at Bramante, efter at have arbejdet i forskellige byer på “ting uden store omkostninger og af ringe værdi”, tog til Milano “for at se katedralen”. Katedralværkstedet, hvor italienske, tyske og franske håndværkere arbejdede på skift, udgjorde et vigtigt center for udveksling af viden, planlægningsmetoder og teknikker. Desuden var Milano en stor og rig metropol, hovedstaden i en stat, der blev regeret af Ludovico Sforza, kaldet Il Moro, og renæssancearkitektur var en vare, der skulle importeres. Byen repræsenterede således en mulighed for en ung og moderne arkitekt som Bramante.
Det første arkitektoniske værk, der med sikkerhed kan tilskrives Bramante, er et design: et tryk udført i 1481 af den milanesiske graver Bernardo Prevedari efter en tegning af Bramante, der forestiller et tempel i ruiner med menneskefigurer. Omkring samme tid arbejdede Bramante på kirken Santa Maria presso San Satiro, som er det første bygningsværk, der med sikkerhed kan tilskrives ham. Sammen med en vis tilslutning til den lokale smag viser denne kirke spor af indflydelse fra Alberti, Mantegna, Brunelleschi og Urbino-skolen. Sidstnævnte indflydelse er særlig tydelig i koret, som blev malet i perspektiv for at give en illusion af et meget større rum. Måske fra samme periode (ca. 1480-85) stammer Bramantes udsmykning af et rum i Casa Panigarola i Milano (fragmenter i Brera, Milano), som består af arkitektoniske omgivelser og figurer af våbenmænd, der er gengivet ved hjælp af illusionistisk perspektiv. Lignende eksperimenter, måske også i de samme år, synes Bramante at have udført på facaderne af bygninger, såsom Casa Fontana, senere kaldet Silvestri, i Milano.
I 1488 blev Bramante sammen med en række andre arkitekter af kardinal Ascanio Sforza, bror til Ludovico Sforza og biskop af Pavia, bedt om at udarbejde en ny plan for katedralen i Pavia. Bramante rejste mange gange til denne by i denne periode, og det var sandsynligvis under hans ledelse, at krypten og den nederste del af bygningen blev udført.
Bramante synes at have haft et tæt forhold til Leonardo da Vinci. I 1482 havde Leonardo besøgt Milano fra Firenze, og i 1490 var både Bramante og Leonardo optaget af stilistiske og strukturelle problemer i tiburio, eller krydstårnet, i Milanos domkirke. Fra 1487 til 1490 kan der dokumenteres en række gensidige udvekslinger. Det eneste skriftlige vidnesbyrd om Bramantes idéer om arkitektur går tilbage til denne tid (1490) og består af en rapport om tiburio-problemet. Bramante undersøgte forskellige løsninger (heriblandt en af sine egne, en kvadratisk plan) og demonstrerede en arkitekturopfattelse, der i høj grad lignede Albertis.
Bramante nød nu både Ludovico og Ascanio Sforzas gunst og indflydelsesrige hoffolk. Hans beskedne løn og den uregelmæssige betaling gjorde det dog ikke muligt for ham at leve luksuriøst. Han kom ikke kun i kontakt med kunstnere, men også med humanister og digtere ved Sforzas hof, og han skrev selv vers. Ligesom Leonardo var han involveret i opførelsen af skuespil ved Sforzas hof, som f.eks. et i anledning af en dåb i 1492.
Arkitekturen dominerede i stigende grad hans interesser, men han opgav ikke maleriet. Af de mange værker, som forskellige forfattere fra det 16. århundrede tilskriver ham, synes ingen af dem dog at være bevaret. Det eneste bevarede staffelbillede, der nogensinde er blevet tilskrevet ham, er Kristus ved søjlen i Chiaravalle-klosteret (ca. 1490). En fresko i en kompleks arkitektonisk ramme (ca. 1490-92) i Castello Sforzesco i Milano er sandsynligvis hans, i samarbejde med hans elev Il Bramantino.
Med start i 1492 blev Bramante af Ludovico og Ascanio Sforza betroet genopbygningen af canonica (præstegården) Sant’Ambrogio i Milano. Arbejdet blev afbrudt ved Ludovicos fald, og selv om det blev genoptaget i det 16. århundrede, blev kun den ene side af bygningen udført. Selv om Bramantes ansvar ikke kan bevises, stammer ideen til den nye tribuna (kor) til Santa Maria delle Grazie sandsynligvis fra ham; tribunaen, der var bestemt til at blive Sforzas gravmausoleum, indgik i et samlet ombygningsprojekt, der blev påbegyndt i 1492, for hele kirken. Bramante kan også have planlagt den malede udsmykning af det indre, men udførelsen og præciseringen af detaljerne, især på det ydre, blev sandsynligvis udført af lombardiske mestre.
Bramantes aktiviteter i 1490’erne, inden han forlod Milano endeligt for at tage til Rom, er sporadisk dokumenteret. Det er blevet formodet, at han i sommeren 1492 var i Firenze for at studere Brunelleschis arbejde, i betragtning af den eftertrykkeligt brunelleschianske karakter af Sant’Ambrogio canonica. I 1493 udarbejdede han en rapport om visse befæstningsanlæg ved den schweiziske grænse for Ludovico.
Hans sidste år i Lombardiet var præget af den rastløse aktivitet, der kendetegnede resten af hans karriere. Han var sandsynligvis ansvarlig for tegningerne af piazzaen i Vigevano (udført mellem 1492 og 1494, delvist omdannet i slutningen af det 17. århundrede), for den malede arkitektoniske udsmykning på de arkadefacader, der markerede dens grænser, og for tegningerne af andre strukturer i Vigevano-komplekset, samt for den malede udsmykning (som er forsvundet) til det indre af slottet i samme by. Hans overdækkede passage (ponticella) til Castello Sforzesco i Milano må også være fra denne periode, og facaden på kirken Santa Maria Nascente ad Abbiategrasso (nær Milano) er fra 1497. Mellem 1497 og 1498 arbejdede han, ud over et kapel (senere ændret) i Sant’Ambrogio i Milano, på det cistercienserkloster, der blev opført i Milano under Ascanio Sforzas auspicier; ligesom hans arbejde på canonica blev det indstillet i 1499 og er ufærdigt.
Bramante var udstyret med en yderst modtagelig karakter og var på ingen måde immun over for indflydelsen fra andre kunstnere, der var aktive i Milano. Han blev også påvirket af sit studie af lombardiske monumenter fra den sene antikke og karolingiske periode, hvis hukommelse skulle blive ham nyttig i Rom. Omvendt var Bramantes tilstedeværelse (sammen med Leonardos) i Milano af grundlæggende betydning for den senere kunstneriske udvikling i denne by.