Skovmøllen har altid hørt under Moesgård.
Møllen og herregården blev nævnt sammen første gang i 1570.
Stuehuset som det fremstår i dag blev opført i 1824.
I 1840'erne bestod bygningerne ved Skovmøllen af møllehuset, stuehuset, aftægtshuset, en lade- og staldbygning og en svinestald. Landbrugsejendommen blev nedlagt, og jorderne blev lagt sammen med Moesgårds. Møllen var i en utilfredsstillende stand, og Moesgård lod møllehuset ombygge og restaurere. Det bærer derfor årstallet 1852.
Der blev også indrettet en beværtning i Skovmøllen, og i sydlængen (Jagthuset, nu pejsestue) blev der indrettet en lejlighed til udlejning. Siden har Skovmøllen været en integreret del af Moesgård.
I løbet af 1800-tallet blev Skovmøllen et yndet udflugtsmål for Århusianerne. Flere familier slog sig sammen om at leje en vogn med kusk, og turen i hestevogn til Skovmøllen var et af årets højdepunkter.
I 1910 blev mølledriften indstillet, og Skovmøllen fungerede som egentligt traktørsted. Møllehuset og selve mølleværket blev heldigvis bevaret, og i 1991 lod Moesgård dem restaurere. Nu kører møllen igen.
