Cele mai vechi urme de așezări umane în districtul Kostheim datează din perioada neolitică. În epoca romană, Kostheim avea o importanță strategică: inițial ca bază militară pentru asigurarea trecerii peste Main, apoi ca cap de pod pentru un pod fix din lemn, construit în anii 75-110 d.Hr. și care traversa râul la vest de biserica de astăzi. Un drum militar de la Kastel la Heddernheim atingea și satul; așa-numita Steinern Straße făcea parte din el. Multe descoperiri indică faptul că o așezare romană trebuie să se fi dezvoltat treptat în Kostheim. Această epocă s-a încheiat în 406 într-o bătălie cu alanii, suebii și vandalii. Kostheim a avut o mare importanță ca punct de trecere a râurilor încă din această perioadă și se poate presupune că locul așezării romane a fost preluat de triburile germanice. Acest lucru este indicat și de numele locului, care poate fi interpretat ca fiind franțuzesc timpuriu.

Următoarea știre despre Kostheim este prima sa mențiune documentată în anul 790, când Carol cel Mare a emis două documente în "villa Copsistaino" pe 31 august al acelui an. Acest nume este derivat din latinescul "caput stagni", "cap pe mlaștină". Alte forme ale numelui sunt "Chuffingstang", apoi "Cufstain" și din 1217 "C(h)ostheim". Patronajul asupra bisericii locale a Sfântului Kilian, precum și zeciuielile aparțineau mănăstirii de călugărițe din Mainz Altmünster, care era cel mai important proprietar din Kostheim. Aceasta includea numirea și salarizarea preotului local și a clopotarului; mănăstirea era responsabilă și de întreținerea clădirii bisericii. Mănăstirea Altmünster deținea, de asemenea, feribotul peste Main, pe care l-a închiriat feribotarilor din Kostheim în 1432; de asemenea, mănăstirea își închiriase terenurile din Kostheim altor instituții ecleziastice. Lorzii din Eppstein dețineau, probabil, și propriul lor conac în Kostheim. Cu toate acestea, este dificil să se separe acest lucru de bailiția asupra Kostheim, pe care au primit-o ca fief încă din secolul al XII-lea și pe care au exercitat-o prin intermediul unor subbailiți autorizați. Autoritatea ecleziastică centrală era arhidiaconatul prepozitului Sfântului Petru din Mainz, decanatul Kastel.

Jurisdicția de sânge asupra Kostheim era exercitată de tribunalul districtual din Mechtildshausen, care aparținea districtului Kostheim; primarul și consilierii erau responsabili de jurisdicția civilă și de administrarea satului. Așa cum este documentat încă din jurul anului 1330, tribunalul se întrunea în curtea sau în fața curții domnești a Sfântului Ștefan, în curtea mănăstirii Altmünster sau la zidul curții bisericii sau în fața cimitirului. Un primar, Heinrich, este menționat pe nume pentru prima dată în 1281. Numărul consilierilor a variat între trei și 13, iar un sigiliu al curții s-a păstrat din 1475. Pentru o perioadă, tribunalul din Kostheim a acționat ca o instanță superioară pentru Kelkheim, Münster, Heidesheim, Budenheim și Hattersheim (1517).

Districtul Kostheim se întindea până la Ginsheim pe malul stâng al Mainului și până la Hochheim, Delkenheim, Erbenheim și Kastel pe malul drept. Până în 1528, Kostheim a fost una dintre localitățile cu conducere locală și judiciară divizată: St Stephen din Mainz deținea conducerea locală, în timp ce lorzii din Eppstein, în calitate de baili, dețineau conducerea judiciară. Când au vândut Kostheim, printre alții, landgrafilor de Hesse în 1492, aceștia au păstrat bailiwick-ul până când l-au vândut arhiepiscopului de Mainz în august 1528. În același an, atribuțiile funcționarului șef și ale funcționarului subșef, ale beizadelei, ale inspectorului etc. au fost reglementate într-un Weistum. De asemenea, sarcinile preotului paroh al Sfântului Kilian și ale clopotarului său, care era în același timp organist și director de școală, au fost descrise în detaliu. Școala a fost menționată pentru prima dată în jurul anului 1500. Kostheim a rămas catolic sub suveranitatea Mainzului, chiar dacă Reforma și-ar fi găsit susținătorii în sat. Kostheim a fost incendiat în 1552.

Kostheim a trecut prin momente grele și în timpul Războiului de Treizeci de Ani. Satul a fost ocupat de suedezi, care au fondat Gustavsburg pe malul stâng al Mainului, în districtul care aparține de Kostheim, ca un bastion puternic fortificat. Câmpurile de pe malul stâng al Mainului și de pe Maaraue au fost pierdute definitiv pentru Kostheim, locuitorii au fost nevoiți să facă muncă forțată și au suferit sub povara cartierului. Kostheim a continuat să sufere consecințele războiului pentru o lungă perioadă de timp; în 1673, satul avea 113 proprietăți, dintre care unele erau "pustii și goale". În total, au fost numărați 162 de proprietari.

Kostheim era deja înconjurat de un zid în Evul Mediu, cu o poartă superioară pe Bruchstraße și o poartă inferioară pe Main. Dispunerea străzilor Mathildenstraße, Margarethenstraße și Herrenstraße (unde locuiau domnii de la St Stefan) amintește încă de clădirile medievale. Letzmeisterii aleși anual erau responsabili de securitatea porților și a zidurilor.

În secolul al XV-lea, Kostheim era un sat înstărit, după cum reiese dintr-un Salbuch în care sunt înregistrate taxele feudale. Un hambar de la intersecția străzilor Herrenstrasse și Burgstrasse este o rămășiță a fermei de zeciuială. Agricultura și viticultura au înflorit în secolul al XVIII-lea. În 1758, școala a fost evidențiată în statisticile școlare. În fruntea administrației din secolul al XVIII-lea se aflau executorul judecătoresc și subexecutorul judecătoresc.

Aceste vremuri pașnice și prospere au luat sfârșit odată cu războaiele napoleoniene. Când Franța revoluționară a ocupat Mainz în 1792 și francezii s-au confruntat în Kastel, iar germanii în Hochheim, Kostheim a devenit un câmp de luptă. După ce a fost împușcat de mai multe ori, a devenit un câmp de moloz, iar biserica parohială a fost și ea distrusă. În 1803, Kostheim, ca și Kastel, a devenit parte a districtului Nassau-Usingen, iar în 1806 a revenit la Mainz și a devenit franceză. Granița dintre Kostheim și Hochheim a devenit graniță națională. După Congresul de la Viena, Kostheim și Kastel au devenit parte a Marelui Ducat de Hesse (provincia Rheinhessen, cantonul Mainz). În 1835, Kostheim a devenit oraș, iar în 1852 district al orașului Mainz. În 1806, orașul avea 1 024 de locuitori.

În 1808, la cererea preotului Rößler din Kostheim, Napoleon a acordat orașului Kostheim 25 de ani de scutire de taxe - o favoare care l-a determinat pe preotul Henrich să citească un requiem pentru defunctul împărat francez în 1821, contrar interdicției suverane și ecleziastice. În 1809, așa-numita Neudörfche a fost construită după un incendiu major. Satul a fost reconstruit; în 1830, "satul" Kostheim avea din nou 202 case cu 1 272 de locuitori, iar în 1836 a fost sfințită noua biserică Kilianskirche.

Structura economică inițială a orașului Kostheim era caracterizată de agricultură, pomicultură și viticultură, dar un căpitan din Kostheim este menționat încă din 1281, iar în 1662 pescarul Lorenz Rhein făcea parte din breasla pescarilor din Mainz. Datorită poziției sale favorabile la confluența dintre Main și Rin și a legăturilor prin poduri și feriboturi cu malul sudic al Mainului, care au existat încă de la începutul istoriei, Kostheim a fost întotdeauna un punct de transbordare pentru mărfuri de toate tipurile. Începând cu secolul al XVI-lea, raftingul a devenit una dintre principalele ocupații ale locuitorilor din Kostheim. În 1894, un tratat de stat a stipulat reglementarea Mainului Inferior și extinderea portului pentru plute din Kostheim. Inițial, în Kostheim existau cinci fabrici de cherestea, dintre care trei aveau drepturi de plutire. Industria de prelucrare a lemnului din Kostheim a angajat aproximativ 200 de persoane până după cel de-al doilea război mondial. Astăzi, mai există doar compania Peter Eider.

În anii 1860, MAN s-a stabilit în Gustavsburg și s-a dezvoltat într-una dintre cele mai importante companii de construcții de poduri din Germania. Fabrica de celuloză, deschisă la 1 iunie 1885, a devenit cel mai important angajator. Fabrica de chibrituri Kostheim (cunoscută popular sub numele de "Streichhölzer") a fost construită în 1887 și a angajat aproximativ 100 de persoane, majoritatea femei. Producția a încetat la sfârșitul anului 1930. În 1926, Lindes Eismaschinen AG a înființat o filială în Kostheim cu 250 de angajați. În 1967, AEG a achiziționat 75% din acțiunile fabricii Linde din Kostheim. Un incendiu major în 1971 a distrus depozitul și instalațiile de producție. După reconstrucția din 1989, producția a continuat sub denumirea Duofrost. În 2005, fabricile au fost vândute către Carrier GmbH și relocate în Republica Cehă.

Modernizarea necesară a infrastructurii a început odată cu deschiderea căii ferate Taunusbahn pe linia Wiesbaden-Frankfurt în 1840, Kostheim pierzând terenul necesar pentru construcția căii ferate fără a avea propria sa gară. În 1887/89, a fost construit un pod fix peste Main. În 1907, Kostheim a fost conectat la rețeaua de tramvaie din Mainz.

În parte ca urmare a boom-ului economic, populația a crescut la sfârșitul secolului al XIX-lea de la 2.971 în 1875 la 4.832 în 1895. În jurul anului 1900, Kostheim s-a extins spre vest prin Winterstraße și în 1916 prin Am Mainzer Weg. Multe nume de străzi amintesc de această perioadă: Wilhelmstraße, Viktoriastraße, Louisenstraße, Ludwigstraße. Comunitatea a primit o școală de fete în 1875, iar școala de băieți a fost extinsă în 1897. Au fost înființate numeroase cluburi. În anii 1870, au fost ridicate noi clădiri pe cealaltă parte a străzilor Winterstrasse și Berberichstrasse. Kostheim a avut o congregație protestantă încă din această perioadă, care a primit propria biserică în 1906. Locuitorii evrei, care au fost documentați în Kostheim din jurul anului 1820, nu și-au format propria comunitate, ci s-au orientat spre Kastel. La 1 ianuarie 1913, Kostheim a devenit parte a orașului Mainz. Cu toate acestea, districtul Gustavsburg a fost desprins în 1927. După Primul Război Mondial, care i-a adus lui Kostheim staționarea trupelor de ocupație, cartierul "Siedlung Kostheim" a fost creat ca un oraș-grădină cu mici case terasate pentru 250 de familii. Kostheim s-a transformat într-un sat fără un centru distinctiv și fără o separare clară între fabrici și zonele rezidențiale.

Companiile industriale precum MAN, Cellulose și Linde erau deja orientate către cerințele militare ale războiului înainte de 1936. MAN producea piese pentru poduri și carene de nave, iar Cellulose materiale de bază pentru producția de muniție, uniforme, combustibil pentru aviație și materiale medicale. Al Doilea Război Mondial a lăsat pagube semnificative clădirilor domeniului și Alt Kostheim. Strada Hochheimer Strasse a fost aproape complet distrusă. Bisericile catolice și actualul centru parohial din domeniu au fost lovite de bombe. 113 persoane au fost ucise în raidurile aeriene. După al Doilea Război Mondial, au fost construite noi zone rezidențiale, cum ar fi "Sampel", și au fost înființate noi industrii.

La 25 iulie 1945, Kostheim a fost încorporat în Wiesbaden. În 2003, existau încă șapte ferme mici cu o suprafață mai mică de două hectare. În plus, existau 13 ferme cu normă întreagă (majoritatea în viticultură, 66 de hectare), care cultivau un total de 191 de hectare de teren. În prezent (de la 1 ianuarie 2016), în Kostheim trăiesc 14 076 de persoane în 6 752 de gospodării.

O caracteristică specială este pelerinajul anual al parohiei Sfântul Kilian la Fischbach în Taunus. Conform unor afirmații care nu sunt documentate, pelerinajul ar fi dus la imaginea miraculoasă din capela din Gimbach încă din 1444. Motivul a fost probabil o mare foamete. Alte surse vorbesc despre perioada din jurul anului 1666, un an de ciumă majoră în care Kostheim a fost cruțat de epidemie. În 1828, pelerinajul a fost mutat la biserica parohială din Fischbach, la insistențele guvernului Ducatului de Nassau. Catolicii din parohie fac încă un pelerinaj penitențial anual acolo.

În 1751, două cuțite de viță de vie încrucișate au fost găsite gravate pe o piatră de hotar din 1603. Sub forma unor clești de argint pe un fond roșu, imaginea de pe piatra de hotar a fost aleasă ca stemă a orașului Kostheim.