På voldanlæggene omkring København fik møllere fra 1600-tallet lov at opføre deres møller, så de lå så højt som muligt.
På Løvens Bastion på Christianshavns Vold blev der i 1669 opført en mølle, der kaldtes Lille Mølle. Det var en stubmølle, altså en mølle hvor hele bygningen drejer sig efter vinden.
Møllen ses på maleriet herover fra 1754. Det er malet af Giovanni Antonio Cesari og tilhører Københavns Museum.
Møllen blev i 1783 bygget om til en mølle efter hollandsk mønster, hvor det kun er hatten med vingerne, der drejer.
Det er denne mølles underdel, der er bevaret i dag. Toppen med vingerne blev fjernet i 1897 og brugt på en mølle på Holbækegnen.
Navnet Lille Mølle er nok opstået, fordi faderen til møllens ejer i 1780’erne drev en anden mølle på Christianshavn. Den hed Store Mølle og blev senere flyttet til det nordlige Amager, hvor den lå ved Store Møllevej.
I 1832 blev Lille Mølle væsentligt udvidet, da der blev bygget en dampmølle i Christianshavns Voldgade ved siden af. Dermed var man ikke afhængig af, at vinden blæste, når der skulle males korn. Ved møllen blev der også etableret et bageri.
Tegningen herover af H. G. F. Holm viser møllen og bageriet i 1845.
Dampmøllen hørte dog til de mindre og kunne i længden ikke klare sig i konkurrencen. Derfor ophørte det i begyndelsen af 1900-tallet.
Møllens overdel blev flyttet til Nørre Jernløse i Nordvestsjælland.
Bygningerne blev i 1916 overtaget af en ingeniør, der indrettede Dansk Instrument- og Apparatfabrik i dem. Virksomheden producerede maskiner, bl.a. til farveindustrien.
Fabrikanten og hans familie brugte møllebygningen som bolig.
Da fabrikken lukkede blev Lille Mølle overdraget til Nationalmuseet, som i nogle år havde planer om at genopbygge selve møllen. Det blev dog ikke til noget, og i stedet blev den tilhørende bolig indrettet til museum.
I en periode boede maleren Oscar Mathiesen i møllebygningen.
I dag ejes Lille Mølle af en fond, og der er restaurant i den tidligere møllebygning.
