Обитель образована на месте, где в дореволюционную пору находилась часовня.
В годы советской власти часовня пребывала в запустении и постепенно разрушалась. Весной 2000 г. на месте часовни началось строительство маленького храма – к тому времени от здания часовни остались только стены.
Храм был освящен 26 мая 2003 г. в честь блаженного Космы Верхотурского. Рядом с храмом в едином архитектурном стиле был возведен монастырский комплекс, включающий в себя келейный корпус, входную арку и привратницкую.
27 марта 2007 г. на заседании Священного Синода под председательством Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II было принято решение об открытии в селе Костылева мужского монастыря Свято-Косьминская пустынь.