Zwischen 1787 und 1791 wurde die baufällige Bockwindmühle durch eine neue Windmühle nach holländischer Bauart ersetzt. Die Galerieholländermühle arbeitete bis zum Jahre 1858 und wurde wegen Unrentabilität stillgelegt. Seit 1861 stand sie bereits unter Denkmalschutz. Am 27. April 1945 wurde sie jedoch ein Raub der Flammen. Viele Jahre stand sie ungenutzt, bis zu Beginn der 1980er Jahre Wiederaufbaupläne gefasst wurden. Die Handwerkskammer plante die Einrichtung eines Handwerkermuseums. Der Wiederaufbau konnte zur 1.000-Jahr-Feier der Stadt Potsdam 1993 vollendet werden. Bis 2003 dauerte es jedoch, bis in der Mühle wieder regelmäßig Getreide mit Windkraft verarbeitet werden konnte.
Seit 2007 gibt es eine neue Dauerausstellung mit den Themenschwerpunkten: Mühlen in der Potsdamer Kulturlandschaft (EG), die handwerkliche Windmühle des 18. und 19. Jahrhunderts (1. OG), die Geschichte der Historischen Mühle (2.OG), Mühlen in der Gegenwart (3. OG). Die Mühlentechnik befindet sich auf den darüber liegenden 4. bis 6. Böden. Auf dem 6. Boden gibt es große Räder, von denen aus auf dem Mahlboden der Mühlstein und auf dem Mehlboden die Siebmaschine (Sichter) angetrieben werden.
Die Galerie der Mühle bietet einen Ausblick in Teile des Parks von Sanssouci und der Stadt Potsdam. Eigentlich dient sie jedoch zum Bedienen der Flügel. Von ihr kann das Dach gedreht werden, um das Flügelkreuz nach dem Wind auszurichten und die Segeltuchbespannung auf den Flügeln geändert werden. Im Erdgeschoss gibt es einen kleinen Mühlenladen, der verschiedene Mühlenprodukte, Literatur und Andenken anbietet.