Film zdobył w 2010 nagrodę Prix Italia w kategorii dokumentu telewizyjnego.
Odbiór Światowa premiera Młyna i krzyża odbyła się w obiegu festiwalowym. Film został pokazany pod koniec stycznia 2011 na Festiwalu Filmowym w Sundance. Następnie był wyświetlany między innymi na Festiwalu Filmowym w Rotterdamie oraz w paryskim Luwrze. Młyn i krzyż trafił do dystrybucji w Polsce 18 marca 2011. Szacunkowe przychody z dystrybucji filmu w kinach wyniosły około 1,1 miliona dolarów; największe przychody przyniosły kina w Stanach Zjednoczonych (ponad 312 tysięcy dolarów), w Polsce (226 tysięcy dolarów) i we Włoszech (206 tysięcy dolarów).
Odbiór w Stanach Zjednoczonych W Stanach Zjednoczonych Młyn i krzyż zebrał bardzo pozytywne recenzje. Daniel M. Gold z „The New York Timesa” pisał, że „w tym bujnym i hipnotyzującym spojrzeniu na twórczość malarza i czasy, w których żył [Bruegel], pan Majewski przedstawia obszerną kontemplację samego procesu twórczego”. Roger Ebert wystawił najwyższą, czterogwiazdkową ocenę dziełu Majewskiego, uzasadniając ją następująco: „Film jest niezwykłą mieszanką występów aktorskich [live-action], efektów specjalnych, […] a nawet rzeczywistej kopii samego obrazu”. Michael Atkinson w recenzji dla czasopisma „Cinéaste” stwierdzał, że „Majewski pogłębia relację z Brueglem, zamiast ją spłycać czy upraszczać.