De Watermolenwal vormde in de middeleeuwen een onderdeel van de verdedigingswerken van de stad. Ook de namen Zuid- en Noord-Koninginnewal en Ameidewal herinneren hier nog aan. Die verdedigingswerken bestonden behalve uit wallen uit deels gegraven omleidingen en deels uit de natuurlijke waterlopen van Aa en Ameide. Op de plaats waar de door de stad stromende Aa de Ameide kruiste, bouwde de heer van Helmond rond 1600 net buiten de wallen de watermolen. Aan die molen dankt de Watermolenwal zijn naam. Die molen is nog lang in gebruik geweest. In de vorige eeuw was daar molenaar Nelis gevestigd.

Langs de watermolenwal staan nog diverse historische panden.