La ville thermale de Besançon-les-Bains et la création de la société Compagnie des Bains Salins de la Mouillère date de 1890. Sur le site de la Mouillère, près du Doubs, a été construit une luxueuse station balnéaire comprenant un spa, un Casino et l'Hôtel des Bains, le tout entouré de jardins et de parcs. La construction du Casino a commencé le 3 août 1891 et s'est achevée le 10 juillet 1892. Situé en centre-ville, face à l'une des plus belles promenades françaises, le Casino de Besançon est installé dans un bel immeuble du XIX siècle protégé par les monuments de France.

Après la Seconde Guerre mondiale, il est exploité de 1948 à 1964 puis de 1966 à 2011. La Société Touristique et Thermale de la Mouillère a été enregistrée le 11 juillet 1966 et gère les jeux en continu depuis 1966 sous le nom de CASINO LE PACHA.. Le Casino est evendu au groupe Barrière en 2011, puis il a été racheté par Joa Casinos en 2015 et devient le Joa Casino de Besançon.