Elle a été retrouvée en 1820 par un agriculteur, Georgios Kentrotas, qui cherchait de l’eau pour ses bêtes. Par hasard, également à cet endroit, se trouvaient un officier et des marins d'un navire français, désireux d’acquérir la statue.

Le sculpteur et la date de création exacte de la statue demeurent inconnus. 

Dans ses mains, dont on rapporte qu’elles ont été retrouvées près d’elle, cassées, puis perdues lors du transport, se trouvaient probablement une pomme et un bouclier.

À l’endroit où on l’a retrouvée, on a découvert les ruines d’un ancien théâtre et d’un stade, dont elle décorait probablement l’entrée.

Elle a d’abord été vendue pour 400 piastres aux Français, puis pour 750 piastres aux Ottomans, avant de finir définitivement au Musée du Louvre.  

Le poète Kostis Palamas s’est inspirée de la Vénus de Milos pour son poème « L’Exilée ».