D'après les renseignements puisés dans les archives du Syndicat du Moulin, celui-ci remonterait au XIVe siècle. En effet, dès 1328, il fait partie sous le nom de « moulin de la ville » des six moulins signalés sur les torrents de la Gorge et du Vernon. Tous appartiennent au dauphin. Celui-ci les cède à des vassaux, qui à leur tour en vendent les rentes. Tous ces moulins ont toujours été banaux, c'est-à-dire soumis à une redevance au seigneur. Leur usage était public mais obligatoire pour les habitants de Vaulnaveys. Ces derniers devaient en outre concourir aux réparations et fournir des charrois de bœufs. A la Révolution, ils deviennent « biens nationaux » et le moulin de la ville est alors acquis par Mure de Larnage. Le 11 mars 1807, il passe aux mains d'André Bourg, conseiller municipal et receveur de la commune de Vaulnaveys. Les propriétaires se succèdent : en 1855, c'est Mermier de Vaulnaveys, puis sa fille par héritage jusqu'en 1890, ensuite pour deux ans Jeymond avant de passer aux Finet d'Herbeys. En 1906, un syndicat est créé qui le loue puis l'achète en 1912. En 1936, il travaillait encore 5 000 quintaux de blé de la commune et des communes voisines. 

René Armand, dernier Président du syndicat du moulin de la ville, témoigne : « On faisait du blé…, personne n’achetait le pain. J'ai été le dernier président du syndicat du moulin de la ville. Il y avait sept communes qui en faisaient partie. On tournait à plein bras, jour et nuit. Le meunier était salarié du syndicat. Les gens amenaient leur blé et repartaient avec la farine et le son…. La roue du moulin a tourné jusque dans les années 60 ». 

 La commune en fait l’acquisition le 26 mars 1997. Malheureusement, compte tenu de la législation actuelle, cette zone classée en aléas fort, ne permet plus d’envisager sa restauration