En 1400, le moulin de Monternault ("Monterneau" ou "Monternaux") est cité comme bien hommagé au seigneur de Montreuil-le-Henri.

En 1860, il est déclaré moulin à blé, doté d'une roue à augets, d'une paire de meules et d'une bluterie. En 1865, à la suite d'une réclamation portée par le meunier du moulin de Saint-Georges-de-la-Couée, le propriétaire du moulin de Monternault doit entreprendre des travaux afin de réguler le débit de l'eau et d'en limiter les pertes préjudiciables à l'activité des moulins situés en aval.

Le moulin cesse son activité entre 1906 et 1911.

Les bâtiments conservés, pour la plupart remaniés lors de la transformation de l'édifice en résidence, semblent déjà en majorité présents sur le cadastre de 1834. L'extension de l'une des anciennes parties agricoles, décorée d'une fenêtre en bois de style néo-médiéval, porte la date de 1969.