Россетти начал писать «Мнемозину» как эскиз к другой своей работе «Астарта Сирийская»Шаблон:Sfn, для которой Джейн Моррис позировала зимой 1875—1876 годаШаблон:Sfn, но позже он переделал этот эскиз в образ Мнемозины — греческой богинипамяти. Художник упоминал об обеих картинах в письме своей матери 29 апреля 1876 года, где писал, что их отличает положение рук и головы натурщицы[1].
Спустя месяц Россетти заказал раму и собирался продать работу Кларенсу Фраю[2], но тот отказался, и в июле 1876 года картину пожелал приобрести Фредерик Лейланд, известный тем, что купил несколько женских портретов авторства Россетти. Картина была слишком большой для его кабинета, поэтому художник продолжил работать над полотном. По завершении работ «Мнемозина» попала к Лейланду в 1881 году[1][3].
В 1892 году картина была выставлена на аукционе Кристис, после чего несколько раз сменила хозяев, пока в 1916 году её не приобрёл Сэмьюэл Бэнкрофт младший, владелец одной из самых крупных коллекций картин прерафаэлитов. В 1935 году Бэнкрофты передали коллекцию Художественному музею Делавэра, где она находится по сей день[4].