Nicolas et Joseph Morelot, originaires de Fontenoy-le-Château (88), obtiennent en 1586 l'autorisation d'établir un fourneau et une forge sur les terres du duc de Wurtemberg. Cette famille en devient propriétaire au début du 17e siècle et le restera jusqu'à la Révolution française. Le fermier Paul Payer fonde en 1619 une annexe, les forges d'Audincourt (25), qui prendront progressivement le dessus sur l'établissement de Chagey. La production de fonte atteint 300 milliers en 1755, 600 en 1772 et 700 en 1811. La forge, comprenant trois feux et un martinet, était située à plus d'un kilomètre en amont du haut fourneau, sur la Lizaine. Elle produit encore 450 t de fer en 1788, mais est démantelée peu après. A l'exception de l'étang de la Forge, il ne subsiste aucun vestige de cet établissement. Le haut fourneau est acquis comme bien national par le maître de forges Jean-François Rochet, qui le cède peu après aux associés F.P. Gast (maître de forges à Audincourt), M.J.F. Saglio, J.G. Humann et J.P. Carl. En 1812, il consomme 15 000 stères de bois et 400 m3 de mines en grains, tirés du territoire de Bussurel (actuelle commune d'Héricourt), ainsi que 150 m3 de mines en roche de Saulnot (70). Entre 1853 et 1857, l'usine exploite du minerai extrait au pied du Pont-Neuf de la Lizaine, mais l'expérience reste sans suite à cause de sa mauvaise qualité. En 1859, M. Strohl, directeur de la Cie des Forges d'Audincourt, demande l'autorisation de construire une scierie mise en jeu par une roue hydraulique. Elle est édifiée sur le bief de dérivation, à une centaine de mètres en amont du haut fourneau. Ce dernier est éteint vers 1883 et disparaît peu après. La petite scierie est reprise par Alfred Engel à l'extrême fin du 19e siècle, et continue de tourner jusqu'en 1944, où un incendie la détruit entièrement. Elle est néanmoins relevée et fonctionne jusqu'au début des années 1960. Le bâtiment est actuellement désaffecté. Après la disparition de deux logements d'ouvriers (figurant sur un plan de 1854), l'établissement métallurgique conserve la halle du haut fourneau, un logement patronal et des logements ouvriers.

Une machine à vapeur horizontale de 12 ch permettait d'actionner la machine soufflante du haut fourneau (chauffage de la chaudière par les flammes du haut fourneau) en 1854. Présence d'une turbine hydraulique de type Francis (très endommagée) en 2004 à la scierie.

Le haut fourneau est desservi par 19 hommes en 1876. Trois ouvriers employés à la scierie en 1893 et en 1931.