Кражбата е открита на следващия ден от художника Луи Беру, който забелязва празната стена в залата, където картината е изложена пет години по-рано.
Музеят е затворен за цяла седмица, за да бъде направено разследване. Кражбата веднага предизвикала въвеждането на нови мерки за сигурност. На 6 септември бил арестуван поетът авангардист Гийом Аполинер, призовавал преди време Лувърът да бъде „изгорен до основи”. Разпитван е и приятелят му Пабло Пикасо, но и двамата са освободени.
Междувременно десетки хиляди посетители се стекли в музея, за да видят празното място, където преди била окачена картината. Мястото, където висяла „Мона Лиза” останало дълго време празно, а после закачили там портрета на Балтазар Кастилионе от Рафаело, картина, за която се смята, че е повлияна от произведението на Леонардо.
Чрез пресата на похитителя била обещана награда, но отговор не последвал.
В това време крадецът скрил плячката си в своето жилище в 10-и парижки район. Две години картината прекарала в куфар с двойно дъно. В края на 1913 г. един търговец на картини във Флоренция получил писмо, подписано „Леонардо”, в което се казвало, че „Мона Лиза” най-сетне трябва да се завърне в родината си.
Любопитен факт е, че Леонардо сам я е донесъл във Франция малко преди смъртта си. Той взел със себе си картината във Франция през 1516 г., когато крал Франсоа I поканил художника да работи в Кло Люс близо до замъка на краля в Амбоаз. Кралят купил картината за 4000 екю.
Перуджа поискал 500 000 лири. Галеристът Алфредо Гери извикал директора на галерия „Уфици”, двамата внимателно разгледали картината при Перуджа в хотелската му стая и видели на гърба на тънкия хартиен лист инвентарния номер от Лувъра. Тогава казали на крадеца да чака парите и извикали полицията. Перуджа бил заловен и осъден на седем месеца затвор.
Известното платно на Леонардо да Винчи се връща в Лувъра на 4 януари 1914 г. През 20 в. платното почти не е напускало музея. Картината е била през 1963 г. в САЩ и през 1974 г. в Япония, като по пътя от Токио за Париж картината е изложена за кратко и в музея в Москва.