Косино существовало уже в первой половине XIV века. Следовательно, ему около семи веков. Как гласит легенда, именно тут жил некий старец Букал, уединившись вместе со стариком-священником от превратностей мира в лесной чаще. Потом Букал ушёл отсюда и поселился в густом лесу на высокой горе над Москвой-рекой, где ему было видение. Ему открылось, что на этом месте возникнет город, много пострадает от многочисленных врагов, но в конце концов станет выше всех городов русских. Букал вернулся в лес к священнику, поведал ему о чудесном видении, и они оба стали молиться в церкви за православный народ русский и за будущий град Москву. Во время молитвы к ним явилась Богоматерь, и церковь стала медленно погружаться в воду, которая выступила в этом месте. Так образовалось Святое озеро, и веруют, что до сих пор под водами совершается молитва за город Москву.

Документально доказано, что Косино впервые упоминается в духовной грамоте знаменитого князя серпуховского и боровского Владимира Андреевича Храброго (Владимира Серпуховского), написанной около 1401 г.: «А из московских сел дал есмь княгине своей Коломенское село со всеми лугами и деревнями, Косино с тремя озеры и Обухово…». После смерти князя Косино перешло к его вдове Елене Ольгердовне. Вслед за мужем она потеряла сыновей, а перед смертью под именем Евпраксии постриглась в монастырь и завещала Косино обители.

С середины XVI века село уже не принадлежало монастырю. Им владели Семён Павлович Ладыженский, затем Василий Павлович Коржавин. В 1617 году Косино отдали детям думного дьяка Посольского приказа Василия Григорьевича Телепнёва — Юрию, Степану и Данилу. В селе строится деревянная церковь Николая Чудотворца. По описанию 1623–1624 годов здесь были двор владельцев и пять дворов крестьян и бобылей. В 1646 году в селе было только три крестьянских двора, в них жили 11 человек.
В 1689–1691 годах в Косино бывал молодой Пётр I. Здесь, у восточного берега Белого озера, была устроена потешная флотилия — верфь и пристань, где плавали петровские карпусы и шнаки. В 1717 году Пётр I оставил в дар церкви икону Божией Матери, привезённую графом Борисом Шереметевым из итальянской Модены. Эта икона получила название «Моденской» и считалась чудотворной.

В 1814 году разорённое французами село было продано купцу Дмитрию Александровичу Лухманову, сыгравшему важную роль в его восстановлении. В 1826 году Косино посетили императрица Мария Фёдоровна и великая княгиня Елена Павловна. После пожара 1859 года усадьба сдавалась в аренду, затем её приобрело Императорское техническое училище. В 1888 году усадьбу купил фабрикант Михаил Елисеевич Горбачёв, устроивший здесь ленточную фабрику, позднее ставшую трикотажной.

После революции фабрика стала государственной и к 1931 году на ней работало 550 человек. Вокруг предприятия развивался посёлок: появились клуб, школа, магазины. В декабре 1938 года фабричный посёлок был преобразован в посёлок городского типа с включением в него села Косино. В середине 1980-х годов Косино вошло в состав Москвы, став городским микрорайоном, где началось массовое жилищное строительство.