La tradición oral relata que ambos hermanos ejercieron siempre su profesión sin cobrar a los enfermos. Naturales de Arabia, uno de sus milagros más conocidos fue el trasplante de una pierna a un enfermo, la pierna de un criado negro muerto poco antes.
Los gemelos vivían en Égea, sobre la costa de la bahía de Alejandreta, en Cilicia. Fueron encarcelados y torturados por Lisias, el gobernador de Cilicia con beneplácito del emperador Diocleciano, sobre el año 300 d.C, sobreviviendo a todos los martirios por intervención divina hasta que sus verdugos decidieron separar las cabezas de sus troncos por medio de una espada, decapitándolos.
Posteriormente quedaron sepultados en Cirrhus (Cirro), Siria, ciudad esta que llegó a ser el centro principal de su culto, donde se erigió asimismo una basílica en su honor. Posteriormente, su culto pasó a Roma y, más tarde, se propagó por toda la Iglesia. Capillas, iglesias y otros recintos religiosos dedicados a los patrones de la cirugía se encuentran repartidos por todo el orbe cristiano.
Se habla de milagros y curaciones maravillosas, obrados por los mártires después de su muerte y entre las personas distinguidas que atribuyeron su curación a los santos Cosme y Damián, figuró el emperador Justiniano I. A principios del siglo V, se levantaron en Constantinopla dos grandes iglesias en honor de los mártires. La basílica que el Papa Félix (526-530) erigió en honor de Cosme y Damián en el Foro Romano fue dedicada posiblemente el 27 de septiembre. Ese día se celebró la fiesta de Cosme y Damián hasta su traslado al 26 de septiembre en el nuevo calendario.
Este y otros santos son celebrados durante el 26 de septiembre:
San Calistrato mártir
San Esteban de Rossano
San Eusebio de Bolonia
San Gedeón juez
San Nilo el Joven
San Sebastián Nam I-gwan y compañeros
San Senador de Albano
Santa Teresa Couderc
Beato Buenaventura Esteve Flors
Beata Crescencia Valls Espí
Beato Gaspar Stanggassinger
Beato León Legua Mart
Beata Lucía de Caltagirone
Beato Luis Tezza
Beata María del Olvido Noguera Albelda
Beata María Jordá Botella