Dopo un lungo dibattito la critica è ormai unanime nel riconoscere nella Dama con l'ermellino il ritratto di Cecilia Gallerani. Di questo ritratto parla, in uno dei suoi sonetti (1493), il poeta della corte milanese Bemardo Bellincioni, affermando che fu dipinto da Leonardo per volontà di Ludovico il Moro.

Cecilia nacque da una numerosa famiglia di origine senese attorno al 1473: il padre

Fazio ricopriva diversi incarichi presso la corte milanese, ma non aveva titoli nobiliari né era particolarmente ricco. La giovane probabilmente ricevette un'istruzione dal precettore dei fratelli, perché le fonti riportano che aveva una preparazione letteraria e conosceva il latino.

Nel 1483 Cecilia fu promessa in sposa a Stefano Visconti, ma il fidanzamento fu rotto nel 1487. Nel maggio 1489 la Gallerani abbandona la casa di famiglia e si trasferisce presso il Monastero Nuovo: fu probabilmente in questo periodo che si legò sentimentalmente a Ludovico Sforza, detto il Moro, che frequentò assiduamente fino al 1492.

Si sa che Cecilia non solo era molto bella ma "oltre alla lingua latina, nella quale elegantissimamente scriveva epistole, molto leggiadramente compose versi in idioma italiano, e discorreva con tal prontezza, e vivacità etiando alla presenza di gran filosofi, e teologi, ch'era stimata non cedere alle antiche Assiotee e Aspasie donne eloquentissime dei suoi tempi'' (F. A. Della Chiesa, Theatro delle donne letterate, Mondovì, 1620).

Ella assume perciò una posizione di tutto rilievo nella corte ducale fino al matrimonio di stato di Ludovico con la poco amata Beatrice d'Este nel 1491 ; nello stesso anno Cecilia ebbe un figlio da Ludovico il Moro che prese il nome di Cesare Sforza Visconti.

Nel 1492 sposa il conte Ludovico Carminati de Brambilla detto il Bergamino, trasferendosi nel Palazzo Carmagnola, donato da Ludovico al figlio Cesare.

Le fonti riportano, poi, un importante scambio di lettere, nel 1498, tra Cecilia e Isabella d'Este in cui la duchessa di Mantova chiede alla Gallerani di inviargli il proprio ritratto per poterlo paragonare a quelli di Giovanni Bellini. Cecilia acconsente ma precisa che il ritratto non le assomiglia più "per esser fatto esso ritratto in una età sì imperfecta che io ho poi cambiata tutta quella effigie".

Dal marito Cecilia ebbe almeno quattro figli e continuò a tenere in Palazzo Carmagnola eleganti salotti con gli intellettuali dell'epoca.

Con l'arrivo dei francesi la Gallerani si rifugia a Mantova assieme a Leonardo. Le furono confiscate le terre donatele dal Moro a Saronno e a Pavia che, al ritorno degli Sforza, le vennero restituite.

Dopo la morte del marito e del figlio Cesare nel 1514-15, divise il suo tempo tra Milano e le proprietà a S. Giovanni in Croce nel Cremonese. In quest'ultimo luogo ricevette la visita di Matteo Bandello che le dedicò la Novella XXII definendola, insieme all'erudita Camilla Scarampa, "le nostre due Muse".

Come la maggior parte delle donne intellettuali del suo tempo, destinava la sua cultura solo al piacere e alla soddisfazione personale e, a quel che risulta dalle ricerche finora condotte, non pubblicò mai le sue poesie o i suoi saggi. Morì nel 1536.