Über Mühlen an dieser Stelle wird erst Ende des 18.Jahrhunderts berichtet.
1792 plante man hier ursprünglich eine Schneidemühle. Aber dann errichtete Amtsrat Gottlieb Hubert ab 1795 eine Öl- und Graupenmühle als Pfahlbau, die man später zur Mahl- und Walkmühle erweiterte. Die Mühle hatte ein 2. Wasserrecht, durfte also erst arbeiten, wenn der Hammergraben ausreichend Wasser führte. Die Peitzer Eisenhütte und ihre Hämmer sowie die Fischteiche hatten Vorrang gegenüber der Mühle. In der Gründerzeit wurde die Mühlentechnik stark erweitert und auf zusätzlichen Dampfmaschinenbetrieb umgebaut und nach dem Bau des Cottbuser Elektrizitätswerkes 1903 ergänzte Elektroenergie die Wasserkraftnutzung, was den kontinuierlichen Betrieb der Mühle sicherstellte.
Schon 1874 wurde nebenan eine erste Schankwirtschaft eröffnet, die besonders nach der Jahrhundertwende das Geschäft zunehmend dominierte und die, in veränderter Form, noch immer besteht. Nur in den Jahren nach den beiden Weltkriegen hat die Spreewehrmühle für Cottbus und Umgebung nochmals intensiv Brotgetreide gemahlen.
Der Stilllegung der Mühle 1959 folgte 1960 der Abriss des baufälligen Wohnteils und der Gaststätte, sowie 1965 - 67 ein Ersatzneubau, der nach Leerstand in den 90er Jahren, anschließender Privatisierung und Renovierung 1998 bis heute als Ausflugslokal betrieben wird.
Der museale Mühlenbetrieb kam, nach 15 Jahren Laufzeit, 2001 zum Erliegen. 2007 gründete sich der neue Spreewehrmühlenverein als Betreiber der Anlage.
In den Folgejahren ließ die Stadt Cottbus diesen bekannten, touristisch wertvollen Mühlenstandort umfassend sanieren, Gebäude und Anlagen restaurieren und für den öffentlichen Leerlauf-Schaubetrieb wiederherstellen um ihn fortan regelmäßig zu betreiben.
Sowohl die Restaurierung des Mühlengebäudes 2013 als auch die der Mühlentechnik 2015 wurden von Der Beauftragten der Bundesregierung für Kultur und Medien (BKM) aus dem Denkmalschutz-Sonderprogramm „Förderung unbeweglicher Kulturdenkmale von nationaler Bedeutung“ gefördert.
Die Erneuerung des Wasserrades als Kropfrad förderte das Land Brandenburg 2020 aus dem Denkmalhilfefond des MWFK und auch die Sparkasse Spree/Neiße gab eine Spende.