Az elkövetők egy szombat este egyszerűen felmásztak a renoválás miatt felállványozott múzeum falán, üvegvágó segítségével behatoltak az ablakon át és a kiállítóterem faláról leemelték a képeket. Az első hírek szerint Raffaello Esterházy Madonnája és Ifjú képmása, Tiepolo Mária hat szenttel és a Pihenő szent család Egyiptomba menekülés közben című alkotásai, Tintoretto Női mellképe és Férfi mellképe, illetve Palma Vecchio Szent családja tűnt el a múzeumból. A tüzetesebb vizsgálat során kiderült: nem Vecchio Szent családja, hanem egy ismeretlen festő Giorgione képmása című alkotása jutott a tolvajok kezére. Az alkotások értéke (1983-ban) 1 milliárd 436 millió forintot kóstált, az ügyben nyilatkozóknak sokáig kellett gyakorolniuk, mire meg tudták jegyezni az összeget.
A hollywoodi filmekbe kívánkozó bűnügyben elképesztő erővel indult meg a nyomozás. A tettesek egy Parana USA PV 68 SQ feliratú csavarhúzót, egy olasz feliratú műanyagzsákot és némi piros-fehér-zöld fonállal átszőtt kötelet hagytak maguk után a helyszínen, és néhány elmosódott ujjlenyomatot is sikerült rögzíteni.
Öt nap múlva Százhalombattánál egy, a múzeumban találttal megegyező zsákra bukkantak a Dunából kivezető ipari csatornában, amelyből az ellopott képek vakkeretei kerültek elő. Az egyre erősebbnek tűnő olasz szálat erősítette egy aggódó apa lánya eltűnéséről szóló bejelentése. A 17 éves Jónás Katalin évek óta tanult olaszul, s feltett szándéka volt, hogy Itáliába megy férjhez. A lányt december 6-án már gyanúsítottként tartóztatták le, kilenc nappal később az ügy másik két magyar szereplőjét, Kovács Gusztávot és Raffai Józsefet is elkapták.
Ugyanaznap Törökbálinton megtalálták Raffaello Ifjú képmását, amelyet a rendőrök saját kezükkel ástak ki, nehogy baja essék. Mint kiderült, a kép biztosítékként szolgált, hogy az olasz bűnözők visszajöjjenek és kifizessék a magyar bűntársaknak ígért 10 ezer dollárt. Ezután már sorra akadtak horogra az olasz rosszfiúk is, a szálak pedig egy milliárdos görög étolajgyároshoz vezettek. A "műkedvelő" Efthimiosz Moszkoklaidesz és testvére persze mindent tagadott, a vicces kedvű fivér még azt is állította, hogy soha nem hallott Raffaellóról. A képeket, amelyek egy Fiat és egy Lada csomagtartójában tették meg az utat Görögországig, végül telefonbejelentés alapján találták meg 1984. január 20-án. A műkincsek egy zöld bőröndben hevertek egy kolostor lábainál, három nappal később azonban már Ferihegyen köszönthették őket.
A hazakerült festményeket újból kiállították, immár jóval komolyabb biztonsági intézkedések mellett. Mint kiderült ugyanis, a múzeum nem állt a helyzet magaslatán: az 1976-ban vásárolt biztonsági berendezések felszerelése csak két év múlva kezdődött meg, ráadásul 1983. november 1-jén elromlott a rendszer, és a rablásig nem is sikerült megjavítani. A komolyabb berendezések egy ládában várták, hogy a felújítás után felszereljék őket.
