Документы 17-18 веков называют место, где стоит храм святых Косьмы и Дамиана предместьем Ростова. Храм стоял на большой мостовой дороге в Ярославль. Земельные участки возле озера очень плодородные и со временем скупаются богатыми купцами, такими как Пудовы, Тимонины, землевладельцами и фабрикантами Кекиными и Щёткиными, посадскими людьми Махониными и Свешниковыми и другими. Во второй половине 18 века был упразднен храм в честь Пресвятой Троицы, находившийся в районе современной нам Цикорной лесопилки. Весь его приход, а также и утварь перешли храму. В начале девятнадцатого века дорогу перенесли на другое место, храм с тех пор стоит чуть в сторонке. Впрочем до новой большой дороги расширилась и территория храма, где на самом пересечении переулка и улицы стояла часовня. По благословению епископа Ростовского Афанасия и стараниями прихожан наш храм был выстроен из кирпича. Было это таким образом. Сначала, в 1769 году в теплой низкой части был освящен придел в честь святых бессребреников Косьмы и Дамиана Римских. Затем был освящен главный престол высокого летнего храма, в честь Пресвятой Богородицы Одигитрии. В 1775 году при священнике Андрее строительство церкви было благополучно закончено и в ознаменование окончания работ в день празднования иконе Божией Матери Одигитрии или Смоленской, был освящен придел во имя равноапостольных царя Константина и царицы Елены в теплой части, с левой стороны. Таким образом, строительство и украшение храма продолжалось в течение шести лет. В записях на памятных крестах отмечены участники этого дела, священник Максим Никифоров и диакон Афанасий.
Несмотря на освящение главного престола новой каменной церкви в честь Пресвятой Богородицы Одигитрии, храм по-прежнему называют в большинстве случаев Косьмо-Дамианским. Историки пишут, что, о роли церкви святых Косьмы и Дамиана в ряду других храмов города с конца 18 по начало 20 века можно составить представление, например, из дел Ярославской Духовной Консистории и Ростовского Духовного Правления. Можно сказать, что Косьмо-Дамианская церковь упоминается в делах разнообразно и чаще, чем многие другие ростовские храмы. Уже само расположение храма обеспечивало церкви многолюдный приход и разнообразные возможности самостоятельного дохода. При храме был погост, кладбище для прихожан.
По данным, относящимся к 1908 году, церкви принадлежали 1812 кв. саженей земли в городе Ростове и 8 десятин 1875 кв. саженей в Ростовском уезде. Церковный капитал составлял 2008 р. 26 к., причтовый 8788 р. 76 к. Причт по штату состоял из священника и псаломщика. Приход церкви составляли 633 человека, проживавших в Ростове и пригородных слободах Богоявленской, Квасоварной и Петровской. Тогда же, в начале 20 века ростовский краевед А.А. Титов в своей книге, Ростов Великий в его церковно-археологических памятниках, упоминает храм в таких словах, Икона св. пророка Илии с датою от 2 мая 1664 г. И чудотворная икона Смоленской Б.М. XVI века. Иконостас и иконы в нем относятся к 1775 году, времени устройства церкви.
Здесь, впервые в печатном издании икона Одигитрии из нашего храма названа чудотворной. В другом издании этот же ученый пишет, Называется чудотворной, хотя нет никаких письменных свидетельств о чудесах. Икона святого пророка Божия Илии из нашего храма, как и икона Одигитрии находится в экспозиции древнерусского искусства ГМЗ Ростовский кремль. Там же, в экспозиции, икона Божией Матери, Неопалимая Купина, так же из этого храма. Это почти все, что сохранилось из невероятно богатого убранства. Так же можно сказать, что сохранился фонд старинных документов, которые находятся в Государственном архиве Ярославской области.
Вероятно, богатство и значение церкви послужило тому, что ее закрыли самой первой в городе, в 1926 году, наряду с ростовским Девичьим монастырем. На самом деле, используя право кассационной жалобы, прихожане целый год оттягивали закрытие церкви. Городской совет постановил сделать это в июле 1925 года, как раз под престольный праздник нашего храма. Окончательная бумага из ВЦИКа пришла только через год. Церковь была закрыта в июле 1926 года, часть имущества передана в музей, часть в Авраамиевское религиозное общество, часть уничтожена.
По воспоминаниям старожилов больше всего запомнилось не закрытие храма и репрессии священнослужителей, а сброс колоколов с храмовых колоколен. Вместе со сброшенным колоколом прекращалось благовестие, церковная проповедь, жизнь с Богом. Здание церкви было передано под пионерский клуб. В годы войны в храме помещалась казарма воинской части, затем, после войны, в бывшем храме помещались жильцы. В последние десятилетия здание храма было печально известно как приемный пункт стеклотары.
Возрождение церкви началось в 1995 году. В течение многих лет восстановительными работами занималось Патриаршее подворье города Ростова. В настоящее время для богослужения используется тёплая трапезная часть храма. Святой престол в алтаре посвящён святым бессребреникам Косьме и Дамиану Асийским, память которых отмечается 1 ноября и освящён 13 октября 2002 года протоиереем Вячеславом Савиных по благословению Святейшего Патриарха Московского и всея Руси.
В январе 2004 года по благословению Высокопреосвященного Кирилла, Архиепископа Ярославского и Ростовского, был образован приход церкви святых Косьмы и Дамиана Ярославской епархии Русской Православной Церкви.
