Erste Hinweise auf eine Wassermühle wurden bei Sanierungsarbeiten der Bekebrücke entdeckt. Man darf annehmen, dass in Schwaan – unweit des jetzigen Mühlenstandortes – bereits seit dem 13. Jahrhundert eine Wassermühle ihren Dienst versah.

Die erste urkundliche Erwähnung der Wassermühle als zweigeschossiger Holzständerbau stammt aus dem Jahre 1602. Sie überstand neben der Kirche alle Großfeuer der Stadt.
In der jetzigen Form ließ der Herzog von Mecklenburg um 1790 die Mühle errichten. Sie gilt als ältester erhaltener Profanbau der Stadt Schwaan. Großherzog Friedrich Franz I. verkaufte sie dann 1850 für 17.000 Taler an die Stadt Schwaan.

Bis 1950 wurde die Mühle über das Mühlenrad mit Wasserkraft angetrieben. Bei Wasserknappheit konnte aber auch ein Dieselmotor eingesetzt werden. Das Wasser der Beke lief über Mühlengraben und dem Mühlenteich der Mühle zu. Der Mühlenteich diente auch als Pferdetränke, zum Wäsche waschen und zum Baden. Mit Stilllegung der Mühle Mitte der 50iger Jahre wurde das Wasserrad entfernt und der Mühlenteich zugeschüttet. Heute lässt nur noch der Wellenstumpf am Giebel die Größe des Wasserrades erahnen.

In der Folgezeit  wurde bis 1990 nur noch Mischfutter für die Landwirtschaft aufbereitet.

Nach aufwendiger Restaurierung des Gebäudes konnte im Jahr 2002 in ihren Räumen ein Kunstmuseum eröffnet werden. Die Kunstmühle bietet einen würdevollen Rahmen für die Dauerausstellung zur Schwaaner Künstlerkolonie.

Zahlreiche Werke aus dem Fundus der Stadt Schwaan, Leihgaben aus privater Hand und des Staatlichen Museums Schwerin  geben einen Eindruck in das Leben und Wirken der Schwaaner Künstler zum Ausgang des 19. Jh. bis in die 30iger Jahre des 20. Jh.

Hinter der Kunstmühle führt entlang des Mühlenbaches ein idyllischer Wanderweg.