Bu süreçte yazı ve sanat alanında ünlü olacak iki genç adam, yanlışlıkla olası suç ortakları olarak tutuklandılar: Ama Guillaume Apollinaire ve Pablo Picasso’nun olayla bir ilgilerinin olmadığı kısa süre içinde anlaşıldı. Soruşturma sonucunda müzenin daimi personelinin suçsuz olduğuna inanan polis, duvar ustaları, dekoratörler kısa bir süre için veya belirli bir görev için kiralanan personel ile verileri sipariş sicilinde rapor edilen  kişiler üzerinde yoğunlaştı. Bu aşamada Peruggia da sorgulandı,  mütevazi odası arandı. Ama Peruggia tabloyu masasının altına yaptığı özel alana gizlemişti. Bulamadılar… 

Mona Lisa’nın “müzedeki yerine” dönmesi için iki yıl geçmesi gerekiyordu. 1913 sonbaharında, Floransalı sanat koleksiyoncusu Alfredo Geri, galerisinde bir sergi düzenlemeye karar verir ve gazetelere verdiği bir ilan aracılığıyla özel şahıslardan kendisine bazı eserler vermelerini ister. Mona Lisa da Paris’ten İtalya’ya dönmüştür. Vincenzo Peruggia, sahte “Mösyö Léonard V” imzasıyla Mona Lisa’nın satışını öneren bir mektubu koleksiyoncu Geri’ye gönderir.  Mona Lisa tablosunun kendisinde olduğunu ve bir miktar para karşılığında onu İtalya’ya vermek istediğini yazar. Gerekçesini de not olarak düşer. “Bu resim İtalya’da yapılmıştır. Bu yüzden İtalya’ya aittir. Ve bu nedenle ait olduğu yere dönmelidir.” Alfredo Geri, Floransa’daki Kraliyet Galerisi müdürü Giovanni Poggi’ye konuyu iletir ve Peruggia’ya, “Evet, o eser İtalya’ya aittir, onu getirebilirsin…” yanıtını verir.

Sonra Mösyö Léonard yani Peruggia ve galeri müdürü Poggi ile 11 Aralık 1913 tarihinde Floransa’da bir otelde bir toplantı düzenler. Galeri müdürü resmin gerçekliğini doğrulamak için incelemeye aldırır. Eldeki resmin gerçekten orijinal Mona Lisa olduğu anlaşılır… ‘Leonardo’ sahte isimli şahsın, bu tabloyu Louvre’dan çalan Vincenzo Peruggia olduğu ortaya çıkar… Peruggia, ertesi gün, onu doğrudan otel odasından alan polis tarafından tutuklanır.