Leonardo er antatt å ha fortsatt å arbeide med Mona Lisa i ytterligere tre år etter at han flyttet til Frankrike og for å ha fullført det kort tid før han døde i 1519. Leonardo tok med seg maleriet fra Italia og til Frankrike i 1516 da kong Frans I inviterte maleren til å arbeide ved Clos Lucé i nærheten av kongens slott i Amboise. Mest sannsynlig er det gjennom arvingene til Leonardos assistent Salai, at kongen kjøpte maleriet for 4000 og oppbevarte det ved Château Fontainebleau hvor det ble værende inntil det ble gitt til kong Ludvig XIV. Kongen flyttet maleriet til slottet i Versailles. Etter den franske revolusjonen ble det flyttet til Louvre. Napoléon Bonaparte fikk det fraktet til sitt soverom i palasset i Tuileriene; senere ble det igjen levert tilbake til Louvre. Under den fransk-prøyssiske krig (1870–1871) ble det flyttet fra Louvre og til arsenal de Brest (et militæranlegg i Brest i Bretagne).