De Leumolen en de Leuhof waren oorspronkelijk een leen van de graven van Horne. Van 1701 tot in de Franse Tijd bezaten zij het klooster St. Elisabethsdal.
In 1796 werden molen en hof door de Fransen in beslag genomen en als domeingoed verkocht. Rond 1800 kwamen molen en hof in bezit van de familie Waegemans uit Nunhem. De mogelijk eerste eigenaar W. Waegemans werd opgevolgd door de rentenier Emmanuel Waegemans, gehuwd met Rosa Jacobs.
Waegemans vroeg in 1828 toestemming aan het provinciaal bestuur om de graan- en oliemolen uit te breiden met een pelwerk. Vermoedelijk kreeg hij die: in een vergunning voor het vernieuwen van de sluis uit 1850 wordt de Leumolen als olie-, graan- en pelmolen aangeduid. Later werd de molen, waarschijnlijk gemakshalve, alleen 'graanmolen' genoemd.
Al die tijd werd de molen verpacht. Datzelfde gold de windmolen tussen Buggenum en Nunhem, ook eigendom van de familie.
De watermolen vererfde in 1907 na het overlijden van douairière L. Waegemans. Laatste particuliere eigenaar was de arts Hubert Joseph Marie Croughs. In 1956 verkocht deze de molen aan de Staat, die het beheer onder Staatsbosbeheer bracht.
De watermolen, die nog steeds uit een koren- en oliemolen bestaat, en de enige vrijwel complete oliemolen in Limburg is, wordt door een houten waterrad aangedreven. Dat was ook in het verleden het geval. Omstreeks de eeuwwisseling had het houten waterrad een middellijn van 6.30 m. Ook het molenwerk en de waterwerken, bestaande uit een maalsluis en vier lossluizen waren toen van hout. De Leubeek bestaat bij de molen uit twee takken: de molen ligt op de rechteroever van de molentak. Het gebouw is opgetrokken uit baksteen en is voorzien van een pannen-schilddak. Volgens het muuranker-jaartal zou het gebouw uit 1773 dateren. Het dak wordt gesierd door een klokketorentje. Met de klok werd vroeger volgens overlevering de noodklok geluid.
In het begin van de 20ste eeuw was het houten waterrad aan vernieuwing toe en werd dit vervangen door een Girard-turbine. Tezamen met een nieuwe maalstoel bestaande uit gietijzeren kolommen met twee koppels stenen, werd dit geleverd door de N.V. Machinefabriek en IJzergieterij P. Konings uit Swalmen. Naast de gevel werd een turbinekamer gebouwd, die met een pannen-lessenaarsdak op de daklijn van het molengebouw aansloot.
In de jaren twintig en dertig liep het maalbedrijf op de Leumolen sterk terug; tijdens de Tweede Wereldoorlog leefde het gemaal weer op, maar kort daarna werd de molen stilgezet.
In 1960/'61 plaatste de firma Adriaens uit Weert in opdracht van Staatsbosbeheer een nieuw waterrad met een middellijn van 5,60 m. en een breedte van 1,00 m. Dit hield ook in, dat het gangwerk grotendeels moest worden vernieuwd. Ook werd het oliewerk hersteld.
In 1961 kwamen de verbouwing en de restauratie gereed en op 10 juni van dat jaar werd de molen door dr. F. Houben, gouverneur van de provincie Limburg, feestelijk geopend.
Aanvankelijk werd er voor demonstratiedoeleinden voergraan gemalen. Enige tijd is nog, zonder succes, geprobeerd elektriciteit op te wekken.
Het houten waterrad is gemonteerd op een stalen as, die een zwaar ijzeren gangwerk aandrijft. Dit gangwerk bevindt zich eveneens in een stoel, gevormd door gietijzeren kolommen, die onder de steenzolder is geplaatst.
Het fraaie gangwerk bestaat uit een conisch aswiel, dat met een conisch tandwiel de stalen koningspil met het spoorwiel aandrijft. Het spoorwiel en de rondsels vormen de aandrijving van de twee steenspillen. Elk rondsel kan, zoals gebruikelijk, uit het spoorwiel worden geschoven om het koppel stenen buiten bedrijf te stellen. De maalstoel en het gangwerk zijn afkomstig van de watermolen van Damoiseaux in Sittard, die vanwege de stadsvernieuwing werd afgebroken.
De aandrijving van de oliemolen vindt vanaf de koningspil met een tussenas en een conische tandwieloverbrenging plaats. Een houten schijfloop, gemonteerd op de andere zijde van de tussenas, drijft een houten kamwiel op de oude as van het koppel kantstenen aan. Dit laatste kamwiel grijpt ook in op een kroonwiel van de wentelas, waarmee de heien van de slagbank worden gelicht.
Tegenwoordig doet de molen voornamelijk dienst als bezoekerscentrum voor het natuurgebied het Leudal. Dit 900 ha. grote natuurgebied bestaat voornamelijk uit bos plaatselijk afgewisseld met graslanden, akkers en enige stukken heide. Door het gebied stromen drie beken: de Leubeek, de Zelsterbeek en de Haelensche beek, het Leudal wordt daarom ook wel het driestromenland genoemd. Ongeveer 500 ha. hiervan valt onder Staatsbosbeheer.
De Leumolen en de voormalige Leuhof liggen geïsoleerd en diep in het bos. Vroeger waren zij vanaf de Roggelseweg over twee zandwegen bereikbaar. In de jaren zestig begon zich hier de dagrecreatie in sterke mate te ontwikkelen. Dit leidde tot verharding van de wegen, verbetering van de paden en dergelijke. In diezelfde tijd is door Staatsbosbeheer en de Stichting Het Limburgs Landschap ervoor gezorgd, dat de beek ter plaatse niet werd gekanaliseerd, zoals het grootste gedeelte vanaf de oorsprong (en daarmee ook het waterrecht) voor de molen behouden bleef.
Ondertussen bleef de molen regelmatig in bedrijf waarbij ook soms graan werd gemalen. In 2006 is men begonnen met het maalvaardig maken van het oliewerk; aan het einde van dat jaar werd ook het sluiswerk gerestaureerd. Op 2 juni 2007 werd voor het eerst met succes olie geslagen.
Zowel het maal- als het oliewerk worden geregeld in werking gesteld.
