První zmínka velikosti mlýna je z r. 1640, kdy měl mlýn šest složení. S dalšími zařízeními (brusírna, pila, soukenická a jirchářská valcha) měl pak celkem deset vodních kol. Z uvedeného vyplývá, že se v těsné blízkosti mlýna nacházela i jiná drobná průmyslová zařízení patřící městu, která byla stejným způsobem jako mlýn pronajímána jednotlivým řemeslníkům nebo cechům. Všechna byla poháněna vodní silou a zpravidla mívala vždy jedno vodní kolo (složení). Tak od r. 1514 se zde nacházel brusný mlýn, jehož prvním nájemcem byl Václav Schnabl. Zprávy o brusírně pravidelně nacházíme i v dalších letech a byla v činnosti ještě ve 20. století. Z dalších zařízení je třeba připomenout existenci leštícího mlýna (Poilermüll) r. 1533, koželužské valchy (stoupy) r. 1553, jirchářské valchy r. 1550 i soukenické valchy od r. 1640. A konečně se zde nacházela pila, o níž je zmínka z r. 1546 i z r. 1703. V r. 1636 je na Novém mlýně vzpomínán mlynář Zachariáš Wildtuegel.
Mlýn byl v provozu až do r. 1642, kdy ho při dobývání města Švédové zničili. Téměř čtyřicet let potom trvalo, než byl na původním místě mlýn znovu vybudován. Stalo se tak na základě rozhodnutí městské rady z r. 1680. Slavnostní uvedení mlýna do provozu se uskutečnilo 16.11.1680 za účasti významných hostů z městských, církevních i vojenských kruhů. V r. 1688 byl v sousedství mlýna vybudován nový práh. Toto důležité a nezbytné zařízení pro regulaci vody se řešilo současně s budováním nového jezu a prahu nad Novým mlýnem, který zadržoval vody tekoucí od Jakubského mlýna. V r. 1694 došlo k částečné regulaci ramena Moravy u Nového mlýna zpevněním břehů.
Prvním mlynářem po obnovení mlýna se stal jiří Merkl, který zde působil do r. 1698. Nájem ze čtyř mlýnských složení v r. 1690 činil 400 zl., ale již v r. 1725 se zvýšil na 800 zl. V letech 1690-1701 zde působil Jan Leysek (Lysek), v letech 1701-1703 Jiří Bönisch, r. 1703 Martin Horák, v letech 1704-1708 Jan Messinger, r. 1708 Kryštof Fischer z Litovle, v letech 1709-1711 Kryštof Axmann, 1711-1715 Ondřej Fleck, 1716-1725 Jan a Marie Janotikovi, 1725-1742 Jeremiáš Schmidt a konečně v letech 1742-1747 Filip Fusch.
V r. 1726 se setkáváme s názvy Horní mlýn se čtyřmi a Spodní mlýn s jedním složením, v r. 1757 pak na tzv. Velké straně bylo pět složení. V souvislosti se stavbou barokní pevnosti se vojenské kruhy snažily o likvidaci mlýna, což se jim nepodařilo. Přesto byl r. 1747 mlýn pustý a v r. 1748 dokonce došlo k jeho dražbě. V r. 1749 pak byl znovu obnoven. Když r. 1750 za pokračujících sporů mezi městem a erárem mlynář zemřel, všichni mlynáři v okolí se snažili udržet Nový mlýn v provozu, což se jim nakonec podařilo a mlýn dostal do nájmu v r. 1750 Lorenc Josefovský za činži 1085 zl. 1.4.1753 mlýn koupil Gottfried Schreier z Janovic s poli a loukami za 1300 zl. a roční nájem 100 zl. Nízká kupní cena odpovídala špatnému stavu mlýna, který musel být nejen opraven, ale i opatřen novým mlecím zařízením, na které byla mlynáři poskytnuta sleva 85 zl. z nájmu. V r. 1753 měl mlýn šest složení mlecích a jedno kašové.
Nový mlýn, stejně jako ostatní mlýny ležící za olomouckými městskými hradbami, velmi trpěl válečnými událostmi a tyto mlýny byly téměř vždy zničeny. Proto také vídeňská dvorní válečná rada nepovolila jejich stavbu z kvalitního stavebního materiálu. Protože byl mlýn majetkem města, měl jeho nájemce vždy při zničení mlýna nárok na odškodné, které bylo dáno výší kupní ceny. V 18. století to bylo 1300 zl. podle smlouvy z r. 1753. Demoličním reverzem ze 6.6.1783 se však město dohodlo s erárem a nájemcem, že majitel mlýna je povinen mlýnské budovy v případě nepřátelského ohrožení demolovat a to bez nároku na odškodné. Za pruského obležení města nepomohla ani jeho vojenská ochrana o sto mužích a mlýn byl r. 1758 zbourán.
K obnově mlýna však došlo již v r. 1763 a Schreier ho držel do r. 1769. V tomto roce mlýn prodal (10.8.) Martinu Sedláčkovi z Hynkova za 4100 zl. V r. 1783 mlýn vyhořel a po jeho obnovení ho Sedláček vedl až do své smrti 25.3.1800. V tomto roce se stal majitelem Sedláčkův syn Josef na základě testamentu z 25.8.1796. Mlýn měl tehdy hodnotu 8000 zl., po finančním krachu pak 22.000 zl. konvenční měny a nájem činil 800 zl. Josef ho držel do r. 1832 a po jeho smrti mlýn vedla jeho žena Barbora spolu se svými čtyřmi dcerami. V r. 1841 měl mlýn i nadále šest složení a jedno kašové, přičemž výše nájmu se nezměnila. Barbora Sedláčková měla mlýn v nájmu do r. 1846, smlouvou z 21.11.1846 ho prodala Františku Hoffmannovi za 30.000 zl.
