Nach der Einführung der Reformation kam die Mühle 1543 zusammen mit dem Kloster an die Stadt. Nach Zerstörungen sowohl im Schmalkaldischen als auch im Dreißigjährigen Krieg wurde die Mühle wieder aufgebaut. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts wurden in der Nonnenmühle auch Pappe, Buchbinderpappe und Dachpappe hergestellt. Im Unterwasser der Mühle war eine Badeanstalt eingerichtet. Mit der Anlage von Karl-Tauchnitz-Straße und -Brücke wurde die Mühle 1890 abgerissen.