Béroud azonnal felébresztette az elbóbiskolt őröket, akik azt hitték, hogy a múzeum munkatársai tisztítás, vagy esetleg fényképezés miatt távolították el a képet néhány órára, így nem is igazán izgultak. Hamarosan azonban kiderült, hogy erről szó sincs, a Mona Lisát egyszerűen ellopták.
A Louvre a hét hátralévő részére bezárt, egy egész sornyi dolgozó vesztette el a munkáját, Franciaország határait pedig rendőrök özönlötték el, akik minden egyes vonatot és hajót átfésültek, mielőtt azok elhagyták volna az országot. A megtalálónak vagy nyomravezetőnek óriási, 25 ezer frankos összeget ajánlottak fel, Párizs pedig felhördült az ország egyik legértékesebb műkincsének eltűnése miatt.
A rendőrség a több, mint két éven át tartó keresés során csak a kép keretét tudta előkeríteni.
A kor Franciaországában széles körben hangoztatott félelem volt, hogy az amerikai milliomosok felvásárolják Franciaország legszebb festményeit és művészi alkotásait, így egy időre a műgyűjtő bankár, J. P. Morgan neve is felmerült, de volt, aki a Franciaország és Németország közt egyre bonyolódó helyzet egyik állomásának tekintették, és magát II. Vilmos német császárt sejtették a háttérben.
A rendőrség gyanúsítottként hallgatta ki a francia művészeti élet egyik állócsillagát, az avantgárd költőként és a kubizmus egyik atyjaként tisztelt, Olaszországban született, ám lelkében francia Guillaume Apollinaire-t. Ez első pillantásra nem is tűnt butaságnak, hiszen a művész korábban már kifejtette, hogy
A szélsőséges nézeteiről és fura szokásairól (imádott az utcán embereket követni, és kiabálva leírni őket, tökéletes szórakozás lehetett) ismert költőt szeptember 7-én letartóztatták és börtönbe zárták. A kissé talán balhés Apollinaire-t ebben az esetben sem kellett félteni, hiszen azonnal bemártotta egyik legjobb barátját, Picassót, akivel végül egyszerre került a bíróság elé. Bizonyítékok hiányában öt nappal később mindkettejüket szabadon engedték.
A képet örökre elveszettnek hitték, de két évvel később egy, a múzeumtól mindössze másfél kilométerre lévő lakásban bukkant fel, egy bőröndbe rejtve.
A tettes a Louvre egyik olasz dolgozója, Vincenzo Peruggia volt, aki nyitvatartási időben két társával, Vincenzo és Michele Lancelottival egyszerűen csak elbújtak egy tisztítószerekkel teli tárolóban, majd zárás után leakasztották a képet a falról. Peruggia a kabátja alá rejtette, aztán egyszerűen hazasétált vele.
A férfi úgy érezte, hogy az olasz mester művének szülőhazájában a helye, így a festmény megszerzése, majd Olaszországba való eladása mellett döntött. Az nem teljesen érthető azonban, hogy ezt miként képzelte el, hiszen a franciák úgyis észrevették volna, ha az az Uffiziban, a Vatikáni Múzeumban, vagy épp a firenzei Akadémia Galériában bukkan fel, és jogosan kérték volna vissza a képet. Magántulajdonba kerülése esetén természetesen ez a veszély nem állt fenn, így Peruggia egy gazdag gyűjtőt keresett.
Meg is találta. A rejtélyes vásárló a találkozóra a firenzei Uffizi Képtár vezetőjével érkezett, aki megerősítette annak valódiságát. Peruggia hazatért a csomaggal, fél óra múlva pedig a rendőrség kopogtatott az ajtaján. Hét hónap börtönre ítélték.
A lopás előtt a Mona Lisa egyébként jórészt ismeretlen volt a nagyközönség előtt, sőt, a műértők is csak az 1860-as években fedezték fel a szépségét.
