Uno studio condotto da R. Forgeot sull'origine del vigneto borgognone, individua "nella valle di Auxey uno dei primi luoghi, anzi il luogo, in cui la vite è stata piantata una prima volta in Borgogna... nel IIè secolo a.C.", all'epoca in cui Auxey-le-Petit, culla del villaggio, era un importante centro di culto druidico. Sul Monte Meliano si trovano i resti di un vasto recinto preistorico, occupato dai Galli e poi dai Romani. Durante il periodo gallo-romano, il villaggio si sviluppò e prese il nome di Alcius.
Dopo le invasioni, Auxey conobbe una nuova ascesa sotto l'impulso dei monaci di San Sinforio d'Autun, che costruirono a Petit Auxey una prima chiesa, datata 696. Fu ricostruita nel X secolo dai monaci di Cluny che possedevano ad Auxey un importante vigneto. Il suo campanile e il suo portale romanico risalgono al XII secolo. I mulini erano una delle ricchezze della valle. La frazione di Melin prende il suo nome. Sul sito del castello feudale, distrutto dai Leaguers nel 1595, sorge oggi la chiesa di San Martino, il cui campanile in tufo è molto particolare. Tra i suoi numerosi dipinti, va ricordato il trittico, un puro gioiello del Rinascimento, che racconta la natività della Vergine. L'attuale castello apparteneva al marchese di M. AC-Mahon, uno dei cui discendenti divenne maresciallo di Francia e duca di Magenta.
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