1996년 강원도 민속문화재(현, 민속문화유산)로 지정되었다. 백전리는 동면의 면소재로부터 약 8㎞ 떨어진 곳에 위치한 작은 마을로, 주변은 잣나무가 주 군락을 이루며 소하천을 사이에 두고 삼척군 하장면 한소리와 인접해 있다.
물레방아는 하천변에 위치하고 있는데, 문헌 자료를 통해 방아 조성연대를 확인할 수는 없으나 주민들의 전언에 의하면 약 100여 년 전 조성되었다 한다. 당시 백전리와 한소리 두 마을의 주민이 방아계를 조직하여 이 물레방아를 공동으로 제작하였다고 하며, 지금도 두 마을 계원(契員)들이 공동으로 사용하고 있다.
이 마을은 화전민(火田民)들이 주로 거주하던 지역으로 산간문화가 잘 남아 있는데, 이 물레방아는 산간마을의 공동체 생활의 일면을 보여 주는 중요한 생활용구이다. 비교적 고형(古形)인 물레방아 1기와 방아실 1동, 귀애 1식 등으로 구성되어 있다.
방아시설은 크게 물레 부분과 방아 부분으로 나눌 수 있는데, 이 방아는 물레 좌우에 십자목(十字木)〔놀림대〕을 설치한 양방아로, 방아공이는 방앗간 내에 설치되어 있다. 물레의 회전축인 단면 방형(方形)의 궁굴대(굴대)는 소나무, 십자목과 방아는 참나무, 궁굴대 양끝의 회전하는 부분은 다람나무로 만들었으며, 구유 수는 56개이다.
방앗간은 1992년에 새로 건립된 것으로, 정면 2칸, 측면 1칸의 규모이고, 지붕은 대마〔大麻〕의 속대공으로 씌운 저릅집이며, 벽체는 나무판자〔松板〕를 이용하였다. 내부에는 돌로 만든 2개의 방아확이 마련되어 있다.
방아의 크기는 물레가 직경 250㎝, 폭 67㎝, 구유가 높이 25㎝, 궁굴대가 길이 385㎝, 두께 25㎝, 수로가 길이 5m, 폭 60㎝, 방아채가 길이 440㎝, 직경 12×16㎝, 방아공이가 146㎝, 방아확이 직경 70㎝, 깊이 60㎝이다. 물레방아에서 약 50여 m 떨어진 보(洑)로부터 수로를 통해 물을 끌어들이고, 이를 이용해 방아를 가동하고 있다.
유명한 정선아리랑의 가사 내용에 물레방아가 소재로 등장하는 것을 볼 수 있는데, 방아는 그만큼 일상생활과 매우 밀접한 공간이며, 그러한 점에서도 이 고장의 문화를 이해하는 데 중요한 자료가 된다.