Группа основана в 1999 году бывшими участниками группы «Тиль Уленшпигель», которая к тому времени распалась. На афишах первого концерта «Мельницы», состоявшегося 29 октября 1999, всё еще значилось «Тиль Уленшпигель», за что Хелависа извинилась перед публикой. В дебютный альбом Мельницы вошли несколько песен, аранжировщиком которых был Руслан Комляков, лидер «Тиля Уленшпигеля».

Прорыв в мэйнстрим группа совершила в 2005 году благодаря «Нашему радио» и хит-параду «Чартова дюжина». Поклонники «Мельницы» организовали флэш-моб, и вывели песню «Ночная кобыла» в лидеры хит-парада. С тех пор «Мельница» — постоянный участник плейлиста «Нашего радио», их песни часто побеждают в хит-парадах.

В том же 2005 году в составе Мельницы произошли изменения. Несколько участников отделились и образовали группу «Сильфы». Тогда же появилась вторая вокалистка, Алевтина Леонтьева, которая приняла участие в записи альбома «Зов крови» (2006). Алевтина покинула группу в 2007 году.

В 2009 г. «Мельница» записала новый альбом «Дикие травы». В этом же году вышел сборник хитов «Мельница: Лучшие песни».

Параллельно с работой в «Мельнице», Хелависа выступает сольно, долгое время распространялись любительские записи ее концертов. Первый «официальный» сольный альбом, «Леопард в городе», вышел в 2009 г.

«Мельница» упоминается в романе-фэнтези Ника Перумова «Война мага: Эндшпиль». Первоначально Перумов планировал посвятить группе целую главу, но при окончательной редакции практически вся эта глава была вырезана. Её первоначальный вариант был выложен в сети.

* Хелависа (Наталья О’Шей) — вокал, перкуссия, акустическая гитара, арфа, стихи, музыка, аранжировки.
* Чус (Алексей Сапков) — гитара, вокал, перкуссия, музыка, стихи, аранжировки.
* Сергей Заславский (с декабря 2005 года) — флейта, мелодика, жалейка, саксофон, аранжировки.
* Алексей Орлов (с декабря 2005 года) — виолончель, аранжировки.
* Алексей Кожанов (с декабря 2005 года) — бас-гитара, аранжировки.
* Дмитрий Фролов (с декабря 2005 года) — ударная установка, аранжировки.

Бывшие участники

* Александр Степанов (Грендель) — гитара, перкуссия, вокал, музыка, аранжировки. C образования «Мельницы» в октябре 1999 года по декабрь 1999 года был участником группы. Потом покинул коллектив и с новыми силами вернулся в январе 2001 года, чтобы усилить и разнообразить звучание коллектива. В июне 2007 года вновь покинул группу, ныне является участником фолк-группы АнарримА.
* Алевтина Леонтьева — вокал, бэк-вокал, стихи. С 27 мая 2006 года выступала с группой в качестве второй вокалистки. 24 ноября 2007 года покинула «Мельницу», ведёт собственные проекты.
* Мария Цодокова (Шанти) — вокал, бэк-вокал. В ноябре 2004 выступала с группой в качестве второй вокалистки.
* Ирина Ширяева — вокал, бэк-вокал. В январе-мае 2005 выступала с группой в качестве второй вокалистки.
* Дэн Скурида — гитара, перкуссия, вокал. С основания группы до июля 2002 года. Участник группы Ветер Воды.
* Мария Ларина — скрипка, бэк-вокал. С основания группы до июля 2002 года. Участница группы Ветер Воды.
* Инесса Клубочкина (Бурлакова) — скрипка. С октября 2003 до октября 2005 года. Участница группы Сильфы.
* Наталья Филатова — флейта. С основания группы до октября 2005 года. Участница группы Сильфы.
* Наталья Котлова — виолончель. С декабря 2003 до октября 2005 года. Бывшая участница группы Сильфы.
* Евгений Чесалов — бас-гитара. С апреля 2004 по октября 2005 года. Участник группы Сильфы.
* Александр Леер — ударная установка, перкуссия. С июля 2004 до октября 2005 года. Бывший участник группы Сильфы.
* Роман Лютославский (Прощенко) — перкуссия, ударная установка, с сентября 2002 до июля 2004.
* Наталья Масевнина — скрипка, с сентября до 2002 до сентября 2003.
* Дина Нигматуллина — виолончель. С 2000 до декабря 2003 года.
* Сергей Седых — гитара, электрогитара. Сессионный участник, 2008-2010
* Ольга Лопина — второй вокал, ноябрь-декабрь 2000
* Дина Хацко — второй вокал, 1999
* Алексей Даниленко — виолончель, 2000
* Александра Никитина — виолончель, 1999
* Василиса Введенская — альт скрипичный. Сессионный участник, май 2000.