Музей начал свое существование в 1986 году, когда прибалтийские реставраторы из города Резекне подарили Пушкинскому Заповеднику сруб настоящей водяной мельницы.
В 2007 году музей «Водяная Мельница» был открыт после реконструкции, став настоящей действующей мельницей.
Первое известное нам письменное упоминание о «мельнице оного Святогорского монастыря на реке Луговке об одном поставе» относится к 1761 году. В трех верстах от Святогорского монастыря, на речке Луговке стояла мельница, крытая тесом, рядом мельничный амбар и дом мельника.
В те годы, когда в Михайловском жил Пушкин, мельница в Бугрово выглядела внушительно. Её размеры — это площадь в пять на три с половиной сажени, высота — восемь аршин. Но не только размеры и своеобразная «физиономия» выделяли водяную мельницу на фоне других деревенских построек. В отличие от них, она была крайне шумным сооружением. Рев мчащейся по деревянному лотку воды, скрежет вращающихся водяных колес, валов и жерновов сливались в одну господствующую над всей округой «мельничную» арию, заглушавшую все иные звуки.