В 1675 году на месте деревянной церкви была построена каменная соборная Успенская церковь, где явилась Яхромская икона Божией Матери. Царь Алексей Михайлович выделил на строительство 300 рублей и 100 пудов железа. В соборе под спудом покоились мощи преподобного Косьмы. Храм обновили в 1837 году при игумене Киприане, а в 1867 году был установлен новый иконостас и сделана роспись при игумене Науме. В 1906 году в Успенском соборе установили духовое отопление.

Во время строительства нового каменного соборного храма Успения вместо старого деревянного в монастыре исчезла деревянная церковь во имя Великомученицы Параскевы Пятницы, упоминаемая в описях первой половины XVII века. В этой церкви, согласно описям 1619 и 1635 годов, под спудом покоились мощи основателя обители, а в самой церкви находилась рака чудотворца Космы, покрытая его образом. Вероятно, новая церковь была построена на месте двух деревянных, Успенской и Параскевы Пятницы.

В 1832 году, после прославления святителя Митрофана Воронежского, был устроен придел его имени над трапезной храма Нерукотворного Образа. В южной части главного алтаря Успенской церкви возобновили придел во имя основателя монастыря, Преподобного Космы Яхренского. Над корпусом игуменских и братских келий надстроили второй этаж, а Никольский надвратный храм был перестроен.

В годы революции и советской власти судьба Косминой обители была схожа с судьбой многих закрытых и обезображенных монастырей и храмов. По воспоминаниям местных жителей, часть послушников покинула монастырь в 1918 году, вероятно, из-за нехватки средств к существованию. Монастырь закрыли в 1923 году, а его комплекс использовали для нужд новой власти. «Владение» было «национализировано» и передано Владимирскому Губмузею, который вывез все ценные предметы.

После образования в 1935 году Небыловского района в монастыре разместились различные организации. В Успенском соборе открыли клуб, а позже столовую и пекарню. Местные жители рассказывали, что столовая вечером превращалась в кабак. Старики вспоминают, как в 1936 году снимали и разбивали колокола: «Небыловские мужики разбивали большой стопудовый колокол, а люди стояли и плакали». Позже была разрушена колокольня и снесены главы, венчавшие храмы обители.

В 1995 году обитель получила статус монастыря, утвержденный постановлением Священного Синода от 27 декабря 1996 года. В ноябре того же года весь монастырский комплекс был возвращен Владимирской епархии. В Успенском соборе под спудом пребывают мощи преподобного Космы.