La pintura muestra a Santa Ana y su hija María junto al niño Jesús. Aunque no existe ninguna pintura que esté directamente influenciada por el dibujo anterior de Leonardo da Vinci 'The Burlington House Cartoon', se han encontrado bocetos en la parte posterior de este que sugieren que había planeado sus ideas para La Virgen y el Niño con Santa Ana en el reverso del dibujo original de esta caricatura.

La tecnología infrarroja utilizada por los expertos encontró numerosas cosas en la parte posterior del dibujo, incluida una cabeza de caballo y un dibujo de Jesús jugando con un cordero que se parecía al punto focal de la pintura que vino más tarde. La pintura es óleo sobre madera y se dice que fue pintada alrededor de 1503. Las figuras de 'La Virgen y el Niño con Santa Ana' de Leonardo da Vinci están increíblemente juntas, mostrando el estrecho vínculo que no solo María tenía con el niño Jesús, sino también con Santa Ana.

Esto es quizás para mostrarle al espectador lo fácil que es para uno acercarse al Hijo de Dios. Jesús, al interactuar con el cordero en lugar de con los miembros de su familia, posiblemente muestra su bondad hacia todos los seres vivos. Los corderos se usan a menudo en pinturas que se relacionan con Jesús, ya que el cordero de Dios es un giro de frase muy conocido que viene a la Biblia.

Una cosa muy inusual en la pintura es el hecho de que María está sentada en el regazo de Santa Ana. Aunque Santa Ana es la Madre de María, esta no era una práctica común en la época. De hecho, a lo largo de la historia, las mujeres sentadas en el regazo de otras mujeres no es algo que se supiera que sucediera en ninguna circunstancia. Muchos eruditos han discutido sobre el significado de esto, pero es probable que da Vinci solo deseara agregar un elemento de familia humana a la imagen para mostrar los humildes comienzos de los que vino Jesús.

La Virgen y el Niño con Santa Ana se exhibe en el Lovure y es, sin duda, una de sus piezas da Vinci de las que más orgullo siente. Debido a esto, ha habido muchas controversias sobre cómo se debe limpiar la pintura, si es que se debe limpiar. En 2011, dos miembros destacados del personal renunciaron a la galería por la limpieza de la pintura. Una vez que la pintura se limpió, se volvió mucho más brillante, lo que obviamente fue más fácil para el espectador, pero se ha argumentado que este brillo no era lo que Leonardo da Vinci realmente pretendía para la pintura.

Si bien dos miembros del personal renunciaron por la limpieza, otros miembros del personal y académicos han argumentado que esto era lo correcto. Uno de los directores que estaba supervisando la restauración fue uno de los miembros del personal que renunció, pero desde que esto sucedió en 2011, muchos críticos han salido a favor de la restauración diciendo que es más beneficioso para que la pintura dure más.