1911 年，佩魯賈實施了被稱為 20 世紀最大的藝術品盜竊案。這是警方的理論，這位前盧浮宮工作人員于 8 月 20 日星期日藏在博物館内，知道博物館将在第二天關閉。但是，根據佩魯賈被捕後在佛羅倫薩接受的審訊，他于 8 月 21 日星期一早上 7 點左右從其他盧浮宮工作人員進入的門進入博物館。他說他穿着博物館員工通常穿的一件白色工作服，與其他工作人員沒有區别。當沙龍卡雷，蒙娜麗莎的地方挂了，空了，他把畫從固定在牆上的四個鐵釘上取下來，帶到附近的服務樓梯上。

1909 年文森佐·佩魯賈的警察照片，兩年前被盜。

在那裡，他取下了保護殼和框架。有人報告說他把這幅畫（萊昂納多畫在木頭上）藏在他的工作服下。但佩魯賈隻有 160 厘米（63 英寸）高，而蒙娜麗莎的尺寸約為。53 厘米 × 77 厘米（21 英寸 × 30 英寸），所以它不适合像他這樣大小的人穿的工作服。相反，他說他脫下工作服，把它裹在畫上，夾在腋下，從他進入的同一扇門離開盧浮宮。佩魯賈把這幅畫藏在他在巴黎的公寓裡。

在将這幅畫藏在他公寓的一個箱子裡兩年後，佩魯賈帶着它回到了意大利。他在意大利佛羅倫薩的公寓裡保存了一段時間。然而，佩魯賈最終變得不耐煩了，當他聯系了佛羅倫薩一家美術館的老闆馬裡奧·弗拉特利時，他終于被抓住了。弗拉特利的故事與佩魯賈的故事相沖突，但很明顯佩魯賈期望将這幅畫歸還給他認為的“故鄉”而獲得回報。弗拉特利請來了烏菲茲美術館館長喬瓦尼·波吉，他對這幅畫進行了鑒定。波吉和弗拉特利在将這幅畫“妥善保管”後通知了警察，警察在他的酒店逮捕了佩魯賈。恢複後，這幅畫在意大利各地展出，标題為慶祝它的回歸。蒙娜麗莎随後于 1913 年被送回盧浮宮。雖然這幅畫在被盜之前很有名，但它在報紙頭條和大規模警方調查中的臭名昭著幫助這幅藝術品成為世界上最著名的藝術品之一，獲得了相當多的公共利益。

1913 年，佛羅倫薩烏菲茲美術館中的蒙娜麗莎。博物館館長喬瓦尼·波吉（右）正在檢查這幅畫。

目前有兩種關于蒙娜麗莎失竊的主要理論。佩魯賈說他這樣做是出于愛國的原因：他想把這幅畫帶回意大利展出 “在它被拿破侖偷走之後”（佩魯賈在盧浮宮工作時，他了解到拿破侖是如何掠奪許多意大利作品的拿破侖戰争時期的藝術）。盡管他的動機可能是真誠的，但文森佐可能不知道，在拿破侖出生前 250 年的 16 世紀，列奧納多·達·芬奇 ( Leonardo da Vinci )移居法國成為宮廷畫家時，将這幅畫作為禮物送給弗朗西斯一世。

專家質疑“愛國主義”的動機，理由是——如果“愛國主義”是真正的動機——佩魯賈會将這幅畫捐贈給意大利博物館，而不是試圖從其出售中獲利。佩魯賈在盜竊後寄給他父親的信也證實了金錢問題。1911 年 12 月 22 日，在盜竊案發生四個月後，他寫道，巴黎是“我會發财的地方，他的（财富）将一發不可收拾。” 次年（1912 年），他寫道：“我發誓要你長壽，享受你的兒子即将為你和我們全家實現的獎賞。”

開庭審理後，法院在一定程度上同意佩魯賈出于愛國原因犯下罪行，并給予了從輕處罰。他被判入獄一年零十五天，但在意大利被譽為偉大的愛國者，隻入獄七個月。

蒙娜麗莎回到盧浮宮博物館

後來出現了另一種理論。盜竊可能是由愛德華多·德·瓦爾菲爾諾（ Eduardo de Valfierno ）慫恿或策劃的，他委托法國藝術僞造者伊夫·肖德龍（ Yves Chaudron）複制這幅畫，以便将它們作為丢失的原件出售。如果原件被盜，複制品的價值會上升。這一理論完全基于前赫斯特記者卡爾·德克爾在 1932年在《星期六晚郵報》上發表的一篇文章。Decker 聲稱認識 Valfierno 并在1913年從他那裡聽到了這個故事，并承諾在得知 Valfierno 的死訊之前不會打印它。這個故事沒有外部證實。

佩魯賈不久後從監獄中獲釋，并在第一次世界大戰期間在意大利軍隊服役。在戰争期間，他被奧匈帝國俘虜并被關押了兩年，直到戰争結束并被釋放。後來他結婚了，生了一個女兒，塞萊斯蒂娜，回到法國，并繼續使用他的出生名彼得羅佩魯賈作為畫家裝飾師。他于 1925 年 10 月 8 日（他的 44 歲生日）在法國巴黎郊區的Saint-Maur-des-Fossés去世。他被安葬在 Saint-Maur-des-Fossés 的孔代公墓。在 1950 年代的某個時候，佩魯賈的遺體被挖掘出來并重新安置在墓地的骨櫃中。

他在 1925 年的去世當時并沒有被媒體廣泛報道，可能是因為他以彼得羅·佩魯賈的名義去世；隻有當另一位文森佐·佩魯賈于 1947年在上薩瓦省去世時，訃告才出現錯誤。