Le moulin à farine de Monceaux est attesté au milieu du 18e siècle parmi les biens dépendants de l'abbaye cistercienne de Lannoy, à Roy-Boissy. Il est également représenté au lieudit Le Patis de Monceaux, sur le plan d'intendance de la commune réalisé en 1784. Il est alors la propriété du vicomte d'Hardivilliers, seigneur de Saint-Omer-en-Chaussée. Au cours du 19e siècle, le moulin reste dans la même possession mais il subit une transformation importante. Primitivement, il est implanté perpendiculairement à la rivière, avec le logement de meunier en prolongement. Vers le milieu du 19e siècle, le moulin en rez-de-chaussée est partiellement reconstruit et est transformé en une salle des machines abritant le système de transmission. Le logement abrite la véritable minoterie, dotée de trois étages, dont un sous le comble. Cette modernisation entraîne parallèlement l'accroissement de la force hydraulique. Mais au début du 20e siècle, il semble que l'activité de meunerie soit devenue intermittente, en raison notamment de l'irrégularité du débit de la rivière. La date de cessation d'activité de cette minoterie n'est pas connue précisément, mais il semble qu'elle n'était plus en fonctionnement après la Première Guerre mondiale. Le site est par la suite converti en habitation.

Le système hydraulique, réglementé par arrêté préfectoral de 1855, se compose de trois vannes de décharges, d'un déversoir et d'une roue hydraulique verticale par dessous. Celle-ci est élargie en 1865 de 40 cm.