Церковь имеет удивительную историю. В 1713 году в Ходорове был построен деревянный греко-католический храм с колокольней, покровителями которого избрали святых Косму и Дамиана. В начале ХХ века в городе побывал Митрополит Андрей (Шептицкий), которого обеспокоило состояние сооружения. В 1914 году он инициировал строительство нового храма, которое было отложено из-за начала Первой мировой войны. Деревянную церковь разобрали в 1920 году, а новое каменное сооружение в его современном облике появилось уже в 1922-м. Автором архитектурного проекта стал Я. Рудницкий. Над внутренним оформлением храма трудились выдающиеся художники Зиновий Кецало и Владимир Патик. Одно из самых важных событий в истории храма Космы и Дамиана произошло 2 сентября 2007 года, когда были перевезены и торжественно установлены в левом боковом престоле мощи блаженной Украинской греко-католической церкви, родившейся в Ходорове сестры Тарсикии Мацкив, которую в 1944 году расстрелял большевик только за то, что она была монахиней.