Τα σχέδια «ήρθαν στο φως» μέσω χρήσης ακτίνων Χ στο πλαίσιο μίας νέας μελέτης από την Εθνική Πινακοθήκη του Λονδίνου, η οποία έφερε στο φως δύο διαφορετικά προσχέδια με τα ίδια πρόσωπα του πίνακα, τον Άγγελο και τον Ιησού. σε διαφορετικές στάσεις από την τελική αποτύπωσή τους στον πίνακα.

Στην πρώτη σύνθεση, ο άγγελος κρατά τον Ιησού βρέφος πολύ πιο σφικτά και οι δύο φιγούρες έχουν σκιτσαριστεί πιο ψηλά στην επιφάνεια του πίνακα. Η Παρθένος επίσης κοιτάζει προς την πλευρά του ζεύγους των μορφών αυτών, αντί να στρέφει το βλέμμα προς τα κάτω, όπως στον τελικό πίνακα. Μία δεύτερη σύνθεση προσεγγίζει πολύ περισσότερο στο τελικό αποτέλεσμα, όμως το πιο σημαντικό είναι πως ρίχνει ακόμη πιο άπλετο φως στη διαδικασία της καλλιτεχνικής εργασίας του Λεονάρντο. Στη σύνθεση αυτή το κεφάλι του Ιησού βρέφους εμφανίζεται προφίλ και ορισμένες από τις μπούκλες του άγγελου έχουν απαλειφθεί. Οι ειδικοί ενόπισαν επίσης αποτυπώματα από χέρια στην επιφάνειά της από το σβήσιμο των γραμμών πάνω στην επιφάνεια του πίνακα, τα οποία ίσως ανήκουν σε κάποιον από τους βοηθούς του καλλιτέχνη, ή ακόμη και στον ίδιον τον ντα Βίντσι.

Η έρευνα, που ξεκίνησε το 2004 είχε δείξει αρχικά πως η στάση της Παρθένου είχε αλλάξει, αλλά τότε δεν ξέραμε περισσότερα για τις άλλες αλλαγές στις θέσεις των άλλων προσώπων του πίνακα. Το 2008 είχε πραγματοποιηθεί μία 18μηνη συντήρηση κι αποκατάσταση του πίνακα, ο οποίος ξαναεκτέθηκε το 2010.

Ο πίνακας «Η Παρθένος τω Βράχων» αποτελεί τη δεύτερη εκδοχή του Λεονάρντο για το ίδιο θέμα (μολονότι πολλοί μελετητές αμφισβητούν την πατρότητα του μεγίστου των καλλιτεχνών της Αναγέννησης). Πολλοί ειδικοί θεωρούν πως οι πελάτες του Λεονάρντο δεν έμειναν ικανοποιημένοι από τον αρχικό πίνακα και τον ανάγκασαν να τον ξαναφιλοτεχνήσει. Η πρώτη εκδοχή του 1480 ανήκει στο Μουσείο του Λούβρου.