Au XVIIᵉ siècle, la vallée du Locle présentait une zone marécageuse, située entre le village et le Col-des-Roches, qui semblait peu favorable à l’installation de moulins en raison du faible débit du cours d’eau, le Bied. Pourtant, en 1652, Daniel Renaud, Isaac Vuagneux et Bathalzard Calame obtinrent l’autorisation d’exploiter l’emposieu du Bied, un puits naturel en entonnoir où les eaux s’engouffrent, afin d’y aménager deux rouages actionnant chacun un moulin.
En 1660, Jonas Sandoz, receveur des Montagnes neuchâteloises, reprit le site pour y installer de nouveaux équipements. Ne se contentant pas des deux rouages existants, il fit creuser les puits de la grotte afin d’y installer cinq roues hydrauliques, mettant ainsi en mouvement des moulins, une scierie et une huilerie. Des canaux souterrains furent édifiés pour acheminer l’eau d’un rouage à l’autre, tandis que des galeries et escaliers facilitaient l’entretien de la machinerie. Malgré ces innovations, Sandoz fut contraint de vendre l’usine souterraine en 1690, victime de difficultés financières et du faible débit du Bied, réduit encore plus tard par sa canalisation et l’installation de turbines vers 1880.
Avec l’ère industrielle, Jean-Georges Eberlé améliora les infrastructures, notamment grâce à l’introduction d’une turbine moderne.
En 1884, les anciens moulins furent transformés en abattoir-frontière chargé du contrôle sanitaire des animaux importés. Malheureusement, la grotte servit alors de dépotoir pour les déchets carnés et les eaux usées, provoquant une grave pollution du site. L’abattoir cessa ses activités en 1966, laissant la grotte contaminée.
En 1973, un groupe de passionnés — la Confrérie des Meuniers — entreprit un travail colossal de restauration. Quinze années furent nécessaires pour nettoyer la grotte et remettre partiellement en état les anciens moulins. Depuis lors, les Moulins souterrains du Col-des-Roches ont été transformés en musée, ouvert aujourd’hui au public.
