Attesté dans un acensement de 1594, le moulin appartient au début du 18 siècle, tout comme celui en aval (future scierie Gaiffe), à Pierre Bobillier-Chaumont (vers 1623-1721). Réfugié catholique natif du Val-de-Travers (Suisse), ce dernier s'est installé comme menuisier à Cornabey (mais sur la rive gauche du ruisseau donc commune de Grand'Combe-Châteleu), où il a fondé en 1690 la chapelle Notre-Dame des Ermites. Le 23 août 1718, il vend à François Garnache-Chagris, des Parguemonots aux Gras, "une maison de pierre et de bois, chazal sur laquelle elle est assise avec un moulin, une huilerie étant dans ladite maison", située au lieu-dit la Place dessus. L'établissement passe au fils de François, le meunier Claude Antoine Garnache-Chagris (1767-1811), puis au fils de ce dernier, Pierre Ignace (1755-1822), aussi meunier à Cornabey (et dont un petit-fils, Séraphin, sera fabricant d'outillage aux Jean-Jacquot dans les années 1860). En 1814, Pierre Ignace est propriétaire du moulin (A 497) et du petit battoir d’écorces (A 499) dessinés sur le plan cadastral napoléonien. Le moulin a déjà été reconstruit (ou fortement remanié) à cette date ou il le sera dans le courant du siècle.

Acquis vers 1823 par le menuisier Georges Pugin (1787-1867), le site sera propriété de ses descendants jusqu'au milieu du 20e siècle. En 1851, une statistique signale qu'il comporte "2 moulins à 1 tournant chacun, 1 huilerie et 1 battoir" et qu'il est en "chômage prolongé. Peu d’affaires". Le fils de Georges, Joseph (1813-1895), reprend à cette époque l'établissement qui, en 1862, "se compose d'un moulin à blé mis en mouvement par une roue à augets, de deux moulins à avoine mus par deux roues à augets, d'une huilerie mise aussi en mouvement par une roue en dessus [... et d'] un battoir à écorce mis en mouvement par une roue en dessus". Deux ans plus tard, vers 1864, Joseph Pugin remplace le battoir par une scierie. Le site exploité en 1885 par un de ses fils, Narcisse (1838-1900), "comprend trois paires de meules, deux scies verticales et une scie circulaire, mues par cinq roues par-dessus". Un autre fils, François, a par ailleurs repris vers 1880 la scierie de Louadey, en amont, et le fils de ce dernier, Joseph Emile, sera signalé vers 1907 au moulin des Douffrans, commune de Grand'Combe-Châteleu. Jean (1880-1914) et Narcisse (1882-? avant 1951) succèdent à leur père Narcisse Pugin et, d'après la matrice cadastrale, semblent agrandir l'établissement vers 1911 (Narcisse achètera vers 1942 l'ancienne usine de montres Frankowski, au 8 rue Victor Hugo à Morteau). Le site est acquis vers 1955 par un cultivateur de la commune (au Cerneux-Guyot), Marcel Sauge. Est-ce à cette date qu'il est désaffecté ? C'est actuellement une habitation.