Die Stiftsmühle Gleichauf wurde erstmals im Jahr 1339 urkundlich erwähnt. Zu dieser Zeit war sie eine Stiftung des Klosters Allerheiligen in Schaffhausen. Aus diesem Ursprung leitet sich auch der Name „Stiftsmühle“ ab.
In den folgenden Jahrhunderten war die Mühle immer wieder von Kriegsereignissen, Plünderungen und Beschädigungen betroffen, unter anderem im Jahr 1499.
Ein einschneidendes Ereignis war der große Dorfbrand von Eggingen im Jahr 1677. Die damalige herrschaftliche Mühle erlitt erhebliche Schäden. Teile der Bausubstanz, wie massive Stützpfeiler aus Stein, zeugen bis heute von den notwendigen Reparaturen dieser Zeit.
Seit dem Jahr 1660 sind die Besitzer der Mühle namentlich bekannt. Ab diesem Zeitpunkt befindet sich die Mühle durchgehend in Familienbesitz. Wissen, Erfahrung und Verantwortung wurden von Generation zu Generation weitergegeben.
Im Laufe der Jahre wurde das Anwesen nicht nur als Mühle genutzt, sondern zeitweise auch als Gastwirtschaft und Brauerei. Mit dem Ende dieser Nutzungen im Jahr 1928 konzentrierte man sich wieder vollständig auf das Müllerhandwerk.
In den folgenden Jahrzehnten führten Müllermeister Siegfried Gleichauf senior und später Siegfried Gleichauf junior kontinuierliche technische Verbesserungen durch. Ziel war es stets, die Qualität der Produkte weiter zu verbessern und den Betrieb an neue Anforderungen anzupassen.
Dazu zählten unter anderem neue Reinigungsmaschinen, der Bau von Silos sowie eine Trocknungsanlage. Bis etwa 1960 wurde das Getreide noch in Säcken mit einem Gewicht von bis zu 100 Kilogramm angeliefert.
1996 erfolgte eine umfassende Generalrenovation der Mühle. Unter Berücksichtigung der historischen Bausubstanz wurde der ursprüngliche Charakter des Gebäudes so weit wie möglich erhalten.
1997 wurde der neue Mühlenladen eröffnet. Bis heute verbindet die Stiftsmühle Gleichauf traditionelles Müllerhandwerk mit einem hohen Anspruch an Qualität und zeitgemäßen technischen Standards.