Монастырь был основан у источника св. Космы и Дамиана. К источнику, с незапамятных времен считавшемуся целебным, привозили больных независимо от вероисповедания. Вблизи источника не было никаких построек, ни для паломников, ни для богослужения. Несмотря на это, к 1 июля, ко дню памяти св. Космы и Дамиана, сюда ежегодно стекалось множество людей со всех концов Крыма. Приглашенные священники освящали воду и служили молебны. В 20-х годах XIX века на средства графини Софии Потоцкой у источника был построен сарай для богомольцев.
Указом Святейшего Синода от 4 мая 1850 года архиепископу Иннокентию — академику Императорской академии наук, доктору богословия, талантливому историку, блестящему оратору — было сообщено, что последовало высочайшее соизволение на открытие киновии у источника св. Космы и Дамиана. 19 марта 1851 года было получено императорское разрешение на отвод земли для учреждения Космодамиановской киновии. Несмотря на полученное разрешение, киновия открылась нескоро. В 1853 году началась русско-турецкая война, в 1854 году в Крыму высадились англо-французские войска и осадили Севастополь. После окончания Крымской войны, в 1856 году из Бахчисарайского Успенского скита был направлен первый строитель киновии иеромонах Макарий, возведенный впоследствии в сан игумена. Прибыв к источнику, иеромонах Макарий вместе с монахом Игнатием незамедлительно принялись за сооружение малой деревянной церкви.
В 1869 году на средства доброхотных жертвователей построили новый большой деревянный храм под железной крышей. Новоустроенный храм был крестообразной формы, стоял он на каменном фундаменте, окрашенный краской. 13 саж. в длину и 5,5 саж. в ширину. Как сказано в деле консистории, “зданием деревянная, с такою же в одной связи колокольнею, крепкая. Храм холодный, иконостас двухъярусный”. 20 июня 1870 года новый храм освятили также во имя свв. Косьмы и Дамиана. Бывшую же маленькую церковь разобрали, а на ее месте, над источником, устроили деревянную часовню. А рядом, ниже по течению источника расположили купальню, разделенную на мужскую и женскую половины.
В 1874 году на средства доброхотных жертвователей была построена вторая монастырская церковь во имя Преображения Господня, деревянная, теплая, с двухъярусным иконостасом. Обе церкви были, согласно консисторским записям, “утварью снабжены посредственно”.
14-18 октября 1880 года киновию посетил наследник престола, будущий император Александр III вместе с будущей императрицей Марией Феодоровной.
В 1891 году над источником вместо ветхой деревянной часовни возвели новую: до оконных рам она была каменной, а выше — деревянной. Часовня эта несколько превышала по размерам прежнюю. Стояла она под железною крышей, красивая и удобная для богослужения. Она представляла из себя небольшую восьмигранную постройку, венчавшуюся крошечной маковкой с крестиком. По центру здания из земли быстрым и обильным потоком выходил источник воды, заключенный в четырехгранную небольшую каменную колонну, возвышавшуюся над полом приблизительно на аршин. Из этого резервуара, по мере его наполнения, вода при сильном и шумном бурлении стекала в прочно устроенный вблизи большой деревянный бассейн купальни.
В 1897 году находившаяся рядом с часовней деревянная купальня тоже была перестроена и возведена под новую железную крышу. Помещение купальни, как и бассейн в ней, были разделены плотной стенкой на две равные половины — мужскую и женскую. Вода в бассейне всегда была холодная — 6-7 °С. Несмотря на такую низкую температуру, немало богомольцев осмеливались купаться в этой воде, окунаясь в нее с крестным знамением.
1 августа 1899 года было объявлено о преобразовании мужской киновии в женский монастырь прочтением определения Св. Синода.
В годы Первой мировой войны монахини оказывали материальную помощь фронту. Находясь в довольно глухом уголке Крыма, обитель не испытывала серьезных потрясений, ее жизнь продолжалась обычным порядком. После установления Советской власти все монастырское имущество и земли были национализированы. В 1923 году монастырь закрыли. На территории бывшего монастыря создали колонию инвалидов им. Калинина, которая просуществовала до 1924 года. В 1924 году церкви обители были закрыты и переданы Крымскому заповеднику, колокола с них сняли. В бывшем Космо-Дамиановском храме открыли музей природы, в Преображенской церкви — клуб Крымского заповедника, в часовне с купальней со временем устроили инкубаторий для вывода мальков форели. Другие здания использовались как лаборатории заповедника.
С началом Великой Отечественной войны все работы сотрудников Крымского заповедника пришлось прекратить. Перед приходом немецко-румынских войск дирекция и часть научных сотрудников заповедника успели своевременно эвакуироваться. Немецкие части прошли через управление КГЗ 6 ноября 1941 года, направляясь через Бешуй на Ялту по Романовской дороге. Чтобы лишить партизан пристанища, германо-румынские военные власти решили уничтожить все помещения на территории заповедника. 12 ноября были сожжены казармы, располагавшиеся по Альме, 28 ноября — все нежилые, конюшни, скотные дворы, склады, ларек, пекарня, баня, кузница, гараж, мастерская, клуб, музей и некоторые жилые помещения управления, а 13 декабря — все оставшиеся здания со всем находившимся в них оборудованием, инвентарем, имуществом и домашней утварью; научная библиотека разграблена, рукописи и материалы по научно-исследовательской работе заповедника уничтожены.
