Selon plusieurs auteurs, dont Alexandre Pissier, l'origine du moulin remonterait au Moyen Âge. En tout état de cause, il existait déjà et appartenait à l'abbaye de Vézelay au 17e siècle. Il s'agit de l'un des deux moulins de Saint-Père que Vauban signale dans sa Description géographique de 1696 (l'autre étant celui de Seiglan). Le moulin est affermé à Simone Desbarres en 1688, puis à Edme Poichot en 1697, puis à Jean Goulot et Gaspard Robelin en 1709. Edme Marcelot en est l'exploitant pour l'abbaye en 1790, au moment de la vente du moulin. Le logement du minotier dans la partie sud-ouest paraît dater du 18e siècle, il respecte une typologie d'habitat courant à Saint-Père (deux pièces, la cuisine comportant un four à pain, détruit). Il est bien signalé sur le cadastre napoléonien (1818) et appartient alors à Mademoiselle Razout, d'Avallon. Le moulin est reconstruit en 1857 (matrices cadastrales). Un dessin ultérieur montre que le moulin était composé de deux bâtiments séparés par un intervalle d'1,5 m environ.

Un incendie survient en août 1863, qui détruit les bâtiments. La minoterie est rétablie rapidement par le propriétaire Adolphe André Berger (receveur des contributions indirectes à Avallon) et la réception a lieu en septembre 1866. Le bief en pierres sèches mesure alors plus de 300 m de long et barre la Cure de biais. Ce bief est ouvert par un pertuis (vanne d'évacuation) actionné par des aiguilles et par un pertuis de flottage précédé d'un barrage en bois (figuré dans un tableau d'Ad. Guillon en 1894). Le moulin passe ensuite à Claude Duchaillut, notaire à Avallon. En décembre 1894, la minoterie est mise en vente aux enchères après sa mort, pour la somme de 35 000 francs. Le moulin était équipé au 19e siècle de 4 paires de meules. Un rapport de 1879 affirme qu'en raison de fuites du barrages du bief, seules deux des quatre meules tournent régulièrement. Les meules sont remplacées au 20e siècle par des cylindres. En 1945, la roue est reconstruite et en 1952, la digue et les pertuis sont encore restaurés. La minoterie cesse définitivement ses activités en 1961. Le matériel est resté en place à l'exception de deux blutoirs.