Ce moulin est certainement un des plus anciens du Robec. Son existence est attestée en 1199 par la Coutume des Moulins de Rouen. Il appartenait alors aux héritiers Morin. En 1409, il est appelé le Moulin du Val et il appartient à la famille Deschamps, Seigneurs du Réel (Tourville-la-Rivière). C'est sous ce nom qu'il est connu par Jacques le Lieur.
C'est sensiblement au milieu du XIXe siècle que les deux bâtiments dessinés par Jacques Le Lieur furent réunis sous un toit commun comme aujourd'hui.
Il se situait à proximité de la Chartreuse de la Rose, dont une porte s'ouvrait de l'autre côté du Robec.
La roue actuelle a été installée entre 1877 et 1881.
Dans un état de délabrement presque total, elle a été restaurée en 1985-86. Elle est un des fleurons de la promenade de la vallée des Petites-Eaux.