Bức hoạ Mona Lisa hiện được treo tại Bảo tàng Louvre ở Paris, Pháp. Danh tiếng ngày càng tăng của bức hoạ còn lớn thêm khi nó bị ăn trộm ngày 21 tháng 8 năm 1911.[23] Ngày hôm sau, Louis Béroud, một họa sĩ, đi vào Louvre và vào Salon Carré nơi bức tranh Mona Lisa đã được trưng bày trong năm năm. Tuy nhiên, nơi bức tranh Mona Lisa đáng phải có mặt, ông chỉ thấy bốn chiếc móc thép. Béroud liên hệ với người chỉ huy đội canh gác, ông này cho rằng bức tranh đang được đưa đi chụp ảnh hay cho các mục đích marketing. Vài giờ sau, Béroud kiểm tra lại với người chịu trách nhiệm khu vực đó của bảo tàng và sự việc được xác nhận rằng bức Mona Lisa không ở chỗ những nhà nhiếp ảnh. Bảo tàng Louvre bị đóng cửa một tuần để trợ giúp việc điều tra vụ trộm.

Nhà thơ Pháp Guillaume Apollinaire, người từng một lần kêu gọi "đốt cháy" Louvre bị nghi ngờ; ông đã bị bắt và tống giam. Apollinaire đã tìm cách làm dính líu tới người bạn của mình là Pablo Picasso, người cũng bị đưa tới thẩm vấn, nhưng cả hai người sau này đều được chứng minh là không liên quan.[24]

Ở thời điểm đó, bức tranh được cho là đã mất vĩnh viễn, và phải mất hai năm trước khi kẻ trộm thực sự bị phát hiện. Nhân viên bảo tàng Louvre Vincenzo Peruggia đã lấy trộm nó bằng cách xâm nhập toà nhà trong những giờ mở cửa, trốn trong một phòng để đồ và lấy trộm bức tranh rồi giấu nó trong áo khoác đi ra ngoài khi bảo tàng đã đóng cửa.[22] Peruggia là một người Italia yêu nước và ông tin rằng bức tranh của da Vinci phải được đưa quay trở lại trưng bày trong một bảo tàng của Italia. Peruggia cũng có thể có động cơ bởi một người bạn, người bán những bức tranh chép của tác phẩm này, việc mất tranh gốc sẽ làm những bức tranh chép tăng giá vùn vụt. Sau khi đã giữ bức tranh trong căn hộ của mình trong hai năm, Peruggia trở nên mất kiên nhẫn và cuối cùng bị bắt khi tìm cách bán nó cho những vị giám đốc của Uffizi Gallery ở Florence; bức tranh được trưng bày trên khắp Italia và được trao trả về Louvre năm 1913. Peruggia được ca ngợi về lòng yêu nước ở Italia và chỉ bị tù vài tháng về tội này.[24]

Trong Thế chiến II, bức tranh một lần nữa bị đưa khỏi Louvre và mang tới nơi an toàn, ban đầu là Château d'Amboise, sau đó là Loc-Dieu Abbey và cuối cùng tới Bảo tàng Ingres ở Montauban. Năm 1956, phần dưới của bức tranh đã bị hư hại nghiêm trọng khi một kẻ phá hoại hắt axít vào nó.[25] Ngày 30 tháng 12 cùng năm ấy, một người Bolivia trẻ tuổi tên là Ugo Ungaza Villegas đã phá hoại bức tranh bằng cách ném một hòn đá vào nó. Việc này khiến bức tranh mất một mẩu màu gần khuỷu tay trái, chỗ này sau đó đã được vẽ lại.[26]

Kính chống đạn đã được dùng để bảo vệ bức hoạ Mona Lisa sau những cuộc tấn công sau đó. Tháng 4 năm 1974, một phụ nữ tàn tật, bực tức vì chính sách của bảo tàng với người tàn tật, đã phun sơn đỏ vào bức tranh khi nó đang được trưng bày tại Bảo tàng Quốc gia Tokyo.[27] Ngày 2 tháng 8 năm 2009, một phụ nữ Nga, quẫn trí vì bị từ chối trao quyền công dân Pháp, đã ném một chiếc cốc hay chén trà bằng đất nung, mua tại bảo tàng vào bức tranh ở Louvre, làm vỡ mặt kính.[28][29] Ở cả hai trường hợp trên, bức tranh đều không bị hư hại.