Le moulin à blé, appelé moulin de Pernois pour le distinguer du moulin de Bélettre ou du Soudet, est mentionné sur la carte de Cassini de 1757, avant d'apparaître sur l'atlas terrier du dernier quart du 18e siècle (section n° 128).

Établi sur un bras de la Nièvre utilisé comme bief de dérivation, il était alors équipé d'une roue et associé à un déversoir, construit en amont sur la rivière mais détruit au début du 19e siècle.

Le moulin apparaît sur le plan cadastral de 1832 (parcelles B 197 et 198) ; il appartient alors à Jean-Baptiste Froidure, meunier, et se compose d'une cour avec une maison, du moulin à blé proprement dit et d'un long bâtiment. Cette partie sera acquise peu après par Alexandre Carpentier, meunier. Le vannage de travail, qui traverse le bras de la Nièvre, alimente la roue du moulin, ainsi que celle d'un second moulin, qui appartient alors à Alexandre Carpentier fils (sections B 199 à 202).

Celui-ci comprend, sur l'île délimitée par la Nièvre et son bras, le moulin à blé proprement dit, une maison entourée d'une futaie, ainsi qu'une cour et des bâtiments. La famille Froidure, quant à elle, acquiert et exploite à partir de 1864 l'ancien moulin de l'abbaye de Berteaucourt-les-Dames.

Selon la matrice des propriétés foncières, les deux moulins (B 198 et 199) sont entièrement reconstruits en 1859. Le premier appartient alors à Firmin et Eugène Dheilly-Roussel, et le second à Hyacinthe Godart. Les deux établissements accusent cependant une réduction de revenu pour 1866. Le second moulin et sa maison (B 199 et 201), qui appartiennent à Sylvain Lamour, sont tombés en ruines en 1880, tandis que le moulin Dheilly-Roussel est agrandi en 1880, probablement sur l'emplacement du précédent. Les deux corps de bâtiment, de construction régulière, que l'on voit aujourd'hui correspondent très certainement à ces deux campagnes de construction.

Alphonse Dheilly, meunier, cède le moulin en 1922 à André Lecomte, propriétaire du moulin du Soudet. Jusqu'à la Seconde Guerre mondiale, il est alors utilisé comme magasin pour ce dernier établissement et subit des remaniements (agrandissement, réduction). Les bâtiments ont été remaniés par la suite pour s'adapter à une fonction uniquement résidentielle. Le bras de la Nièvre a été comblé après 2005 et un jardin aménagé.