Le moulin a probablement été construit juste après la Révolution, comme la plupart des moulins du quartier, après la fin du monopole seigneurial de l'abbesse de Saintes sur la meunerie à Vix. Ce monopole s'exerçait sur deux moulins seulement (en plus de ceux de Cassinelle), le Grand et le Petit moulin, situés au sud-ouest de ce moulin-ci, de part et d'autre du chemin qui va dans cette direction. Ces moulins étaient affermés à des meuniers membres de la famille Lièvre, issus de Pierre Lièvre (1692-1768), époux de Françoise Soulisse, meunier au Grand moulin en 1738, aux "Deux moulins" en 1739. Son fils, Pierre Lièvre (1730-1793), marié avec Anne Guérin, est meunier mais aussi fermier seigneurial de Vix et, sous la Révolution, acquéreur de plusieurs biens nationaux. La fin du monopole seigneurial permet la construction de nouveaux moulins, dont sans doute celui-ci (mais aussi d'autres au 20 rue des Six-Moulins et au 17 rue Derrière-les-Champs). Vers 1815, on ne compte alors plus deux mais six moulins dans le quartier (qui prend ce nom). Plusieurs enfants et neveux de l'ancien fermier seigneurial Pierre Lièvre possèdent alors ces différents moulins.

Le moulin, appelé le Moulin Neuf, apparaît sur le plan cadastral de 1836, avec une petite maison à ses côtés, à l'emplacement de la maison actuelle. L'ensemble appartient alors à Thérèse Lièvre (1775-1852), nièce de l'ancien fermier seigneurial Pierre Lièvre, veuve de Louis Malécot (1771-1803) puis de Pierre Rambaud (1775-1826), tous deux meuniers. Son beau-frère et cousin, Charles Malécot et ses héritiers possèdent les moulins qui se trouvent au nord (18 et 20 rue des Six-Moulins). Le moulin et la maison passent peu après à Jean Ferret (1809-1873), meunier, originaire de Petosse, et son épouse, Rose Cibard, belle-fille (par son premier mariage avec Louis Malécot fils) de Thérèse Lièvre. Le cadastre indique qu'ils font reconstruite la maison en 1840 (elle prend alors sans doute ses dimensions actuelles). Ils habitent toujours là au recensement de 1866.

Le moulin passe ensuite à Auguste Héraud (1849-1927), meunier originaire de Saint-Martin-de-Fraigneau, époux de Emilie Bouteiller. Il vit là au recensement de 1881. Désaffecté en 1922, le moulin passe ensuite à ses descendants (famille Mariteau). Il a été restauré en 2006, de même que l'ancien logement de meunier, en partie reconstruit. Le 21 janvier 2021, la foudre frappe le moulin et détruit une partie de la tourelle. Le moulin bénéfice par la suite de la labellisation de la Fondation du Patrimoine, permettant sa reconstruction.