Situé dans un parc boisé sur la partie haute de Puteaux, au lieu dit « La Grande Bourse », le moulin de Chantecoq aurait été construit en 1648 en bois, sur la butte du même nom, par Michel Langlois, Contrôleur Ordinaire Provincial des Guerres sous le roi Louis XIV. Il est fait par la suite mention de ce moulin dans différents documents tel un acte de vente d’une pièce de vignes attenante à l’édifice en 1655 ou un plan daté de 1699, décrivant les terres de Puteaux, Suresnes et Nanterre.
Bâtiment reconstruit dans le courant du XVIIIème siècle en moellons et formant une tour cylindrique surmontée d’un toit conique, le moulin comprend un rez-de-chaussée, une galerie circulaire accessible par un escalier extérieur et des combles. Des dépendances, dont la maison du meunier (actuel conservatoire municipal), lui ont été ajoutées.
Moulin à vent doté de quatre ailes, il a servi à moudre le blé de la population locale pendant plus de deux siècles.
En 1786, la communauté des Dames de la Maison royale de Saint-Cyr, qui succède aux abbés de Saint-Denis comme propriétaire des lieux, le donne à bail pour un délai de neuf ans à un meunier, Nicolas Mauvoisin. Mais déclaré bien national lors de la Révolution Française, le moulin devient en 1790 propriété de la commune de Puteaux.
Au cours de cette période troublée, le moulin aurait été selon la légende, en août 1794, le lieu d’un drame. Ainsi, la meunière de l’époque, Jacqueline Barzan, adepte des idées révolutionnaires de Robespierre, aurait été retrouvée ligotée et pendue à une des ailes, par des partisans d’un retour à une monarchie constitutionnelle.
Exploité jusqu’en 1820, puis pillé et laissé à l’abandon, le moulin est loué dès 1823 à Pierre Lorilleux. Celui-ci y installe, après y avoir été autorisé par une ordonnance royale du 5 mai 1824, une fabrique d’encres d’imprimerie. Devenu, par la suite propriétaire du bâtiment et de ses dépendances, il en fait le point de départ de ses usines sur Puteaux et l’emblème de sa société à travers le monde.
Transformé en musée de l’imprimerie pendant une partie du XXème siècle, le moulin est en 1979, suite à la fermeture de l’usine, donné par la société Lorilleux à la ville. Cette dernière lui redonne des ailes en 1983.
Restauré en 1990, le moulin devient alors une annexe du Conservatoire municipal, lui-même installé sur le site depuis octobre 1974. Suite au déménagement du Conservatoire, il sert aujourd’hui de résidence d’artistes.
Le parc du Moulin a été classé en mai 1955 à la suite de la mobilisation de la Société Historique locale. Cette dernière s’était émue d’un projet, datant des années 1930, de percement d’un tunnel sous le boulevard Richard-Wallace pour le relier au rond-point des Bergères, et qui aurait été fatal au moulin et à son parc.
