Al zeer lang staat er op deze plaats een molen, namelijk ruim 500 jaar: een "verpondinghe" van 1513 vermeldt dat de inwoners van Gelkenes 'molengelt' moesten betalen. Toen werd de polder Gelkenes dus al met een molen bemalen.
De polder tussen de Graaflandse Dijk en de Lekdijk had nogal wat last van kwelwater uit de Lek en mogelijk dat daarom een molen werd bijgebouwd, de Kleine Molen op de plaats van het huidige elektrische gemaal. In 1760 is deze weer verdwenen en toen is de Vliet van Gelkenes (die tussen de Molenkade en de polder Ammers-Graafland liep) doorgetrokken naar die van Ammers-Graafland en daarin is bij de Gelkenes Molen een schot geplaatst. Door dit schot te openen konden de "Voorste en Middelste Moole van Gravelant" (resp. de huidige Graaflandse en Achtkante Molen) bijspringen bij Gelkenes.
De Gelkenesmolen staat op oude kaarten ook wel als "Overwaardsche Molen" en "Pijlmoole van den Overwaard" of Peilmolen aangeduid. Dat laatste werd de molen in 1760: hij nam die functie over van de toen gesloopte Kleine Molen. Opmerkelijk is echter, dat bij noorden- of noordoostenwind de Spindersmolen (van de polder Neder-Hardinxveld) de functie van peilmolen overnam omdat het peil in de meer zuidelijk gelegen boezemwateren dan belangrijk werd opgestuwd.

In 1857 werd door de Dordrechtse ijzergieterij Penn & Comp. een gang staven ten behoeve van het onderrondsel geleverd voor f 141,40. In 1880 leverde dezelfde gieterij een ijzeren wielbak voor het waterwiel. Kennelijk lekte de oude stenen bak, want al enige jaren ontving de molenaar een extra vergoeding van f 8,50 per jaar voor het drooghouden daarvan.

De molen was tot 1965 in gebruik voor het bemalen van de polder Liesveld en tevens peilmolen (seinmolen) voor het waterschap de Overwaard. Daarna stond de molen jaren stil en bereidde de SIMAV een grote restauratie voor.
In 1979-1980 vond dat grote werk plaats: zo werd de ondertoren van nieuw riet voorzien, een nieuwe kap geplaatst en werden er herstelwerkzaamheden aan waterlopen, staart, ramen, deuren en kozijnen uitgevoerd. De officiele ingebruikstelling na deze restauratie vond plaats op 25 september 1980.

In 2000 overleed op 91-jarige leeftijd molenaar Arie "Ot" van Houwelingen, die deze molen bijna 50 jaar bewoonde. Daarvoor was hij, tot de stilzetting in 1951, molenaar van de Oude Weteringmolen te Streefkerk geweest. 

In september 2009 werd begonnen met een flinke opknapbeurt: het bovenhuis moest worden hersteld en beide (zeer oude) Potroeden vervangen. Hiermee verdwenen de laatste nog in bedrijf zijnde Potroeden uit de Alblasserwaard: op 17 september werden zij gestreken. Eén ervan wordt sindsdien los bewaard. Op 26 maart 2010 werden nieuwe gelaste roeden gestoken.
In 2020 heeft onderhoud plaats gevonden aan de kop, klompenhok en waterlopen. Dat laatste gebeurde vanwege de verhogingen van de kade door het waterschap. Hierbij is ook een nieuwe, hogere bakdeur aangebracht.

Een opmerkelijk constructiedetail: de gietijzeren wateras heeft zeer grote houten vulstukken.