Die mühlentechnische Anlage, so wie sie heute besteht, ist Ergebnis der großen Instandsetzung von 1977 bis 1986.
Damals wurden diverse Maschinen und Anlagenteile aus anderen Mühlen der Region beschafft und hier eingebaut, so das gusseiserne Vorgelege samt Schrotganggetriebe aus der Madlower Mühle, viele Maschinen aus der Trebendorfer Mühle und ein Generator mit Zubehör aus Paulicks Mühle in Müschen. Das Mahlsystem wurde als ein 1-Passagensystem einer Roggenmühle angelegt. Von der ursprünglichen Mühlentechnik ist nur noch das Mahlgerüst erhalten.
1986 wurde die Spreewehrmühle als Teil des Bezirksmuseums Cottbus wieder öffentlich zugänglich, bis der Museumsbetrieb 2001 endete und die Mühle somit der Betreibung durch die Stadt zufiel. Seit 2007 betreut der Spreewehrmühle e.V. die Anlage.
2015 wurde die gesamte Mühlentechnik von einem Mühlenbaubetrieb restauriert und ergänzt und ist seither für Schauvorführungen leerlauffähig.
Das heutige große, unterschlächtige Wasserrad an dem der Spree zugewandten Giebel wurde 2020 als Kropfrad neu gebaut. Es ersetzt das Rad von 2008, das nach 2015 nicht mehr nutzbar war.
Das Innere des Gebäudes gliedert sich entsprechend der jeweiligen Funktionen in drei Arbeitsgeschosse: den Walzenboden (Erdgeschoss), den Sichterboden (Obergeschoss) und den Spitzboden. Im Erdgeschoss gelangt die Kraft des Wasserrades, ca. 15 kW, über die hölzerne Welle durch die östliche Giebelwand in das Mühleninnere. Ein zweistufiges Vorgelege nimmt die kinetische Energie auf und gibt sie an die Haupttransmission ab, die direkt den Schrotgang antreibt. Über lederne Flachriemen und je eine Transmissionswelle an der Decke des jeweiligen Arbeitsbodens werden von hier aus die einzelnen Maschinen der Mühle angetrieben. Außerdem sind die Maschinen des Reinigungsteils auch funktionell miteinander verbunden, mit einem Walzenstuhl als Endgerät. Alle übrigen Maschinen laufen separat.