Il dipinto mostra Sant'Anna e sua figlia Maria insieme a Gesù bambino. Sebbene non esista alcun dipinto che sia direttamente influenzato dal precedente disegno di Leonardo da Vinci "The Burlington House Cartoon", sul retro sono stati trovati schizzi che suggeriscono che avesse pianificato le sue idee per La Vergine col Bambino e Sant'Anna sul retro del disegno originale di questo cartone animato.
La tecnologia a infrarossi utilizzata dagli esperti ha trovato numerose cose sul retro del disegno, tra cui una testa di cavallo e un disegno di Gesù che gioca con un agnello che assomigliava al punto focale del dipinto che venne dopo. Il dipinto è olio su tavola e si dice sia stato dipinto intorno al 1503. Le figure della "Madonna con il Bambino e Sant'Anna" di Leonardo da Vinci sono incredibilmente vicine tra loro e mostrano lo stretto legame che non solo Maria aveva con il bambino Gesù, ma anche Sant'Anna.
Questo è forse per rappresentare allo spettatore quanto sia facile avvicinarsi al Figlio di Dio. Gesù interagendo con l'agnello piuttosto che con i suoi familiari mostra forse la sua gentilezza verso tutti gli esseri viventi. Gli agnelli sono spesso usati nei dipinti che si riferiscono a Gesù poiché l'agnello di Dio è un modo di dire molto noto che arriva alla Bibbia.
Una cosa molto insolita del dipinto è il fatto che Mary è seduta in grembo a Sant'Anna. Sebbene Sant'Anna sia la Madre di Maria, questa non era una pratica comune all'epoca. In realtà, attraverso la storia, le donne sedute in grembo ad altre donne non è qualcosa che si sapeva in nessuna circostanza. Molti studiosi hanno discusso sul significato di questo, ma è probabile che il da Vinci volesse solo aggiungere un elemento di famiglia umana all'immagine per mostrare gli umili inizi da cui proveniva Gesù.
La Vergine col Bambino e Sant'Anna è esposta nel Lovure ed è senza dubbio uno dei loro pezzi più orgogliosi da Vinci. A causa di ciò ci sono state molte controversie su come pulire il dipinto, se non del tutto. Nel 2011, due importanti membri del personale si sono dimessi dalla galleria per la pulizia del dipinto. Una volta che il dipinto è stato pulito, è diventato molto più luminoso, il che è stato ovviamente più facile per lo spettatore, ma è stato affermato che questa luminosità non era ciò che Leonardo da Vinci aveva effettivamente inteso per il dipinto.
Mentre due membri del personale si sono dimessi per le pulizie, altri membri del personale e studiosi hanno affermato che questa era la cosa giusta da fare. Uno dei direttori che stava supervisionando il restauro era uno del personale che si è dimesso, ma da quando ciò è accaduto nel 2011 molti critici si sono espressi a sostegno del restauro affermando che è più vantaggioso che il dipinto duri più a lungo.