Kostheim bölgesindeki en eski insan yerleşimi izleri Neolitik döneme kadar uzanmaktadır. Roma döneminde Kostheim stratejik bir öneme sahipti: başlangıçta Main Nehri üzerinden geçişi sağlamak için askeri bir üs olarak, daha sonra MS 75-110 yıllarında inşa edilen ve nehri bugünkü kilisenin batısından geçen sabit bir ahşap köprü için bir köprübaşı olarak. Kastel'den Heddernheim'a giden bir ordu yolu da köye uğruyordu; Steinern Straße olarak adlandırılan yol bunun bir parçasıydı. Birçok buluntu, Kostheim'da bir Roma yerleşiminin yavaş yavaş gelişmiş olması gerektiğini göstermektedir. Bu dönem 406 yılında Alanlar, Suebi ve Vandallar ile yapılan bir savaşta sona ermiştir. Kostheim bu zamandan beri bir nehir geçidi olarak büyük önem taşımaktadır ve Roma yerleşim alanının Germen kabileleri tarafından ele geçirildiği varsayılabilir. Bu durum, erken dönem Frankça olarak yorumlanabilecek yer adından da anlaşılmaktadır.

Kostheim'dan bir sonraki haber, 790 yılında Şarlman'ın o yılın 31 Ağustos'unda "villa Copsistaino "da iki belge yayınlamasıyla ilk kez belgelenmiştir. Bu isim Latince "caput stagni", "bataklıktaki baş" kelimesinden türetilmiştir. İsmin diğer biçimleri "Chuffingstang", daha sonra "Cufstain" ve 1217'den beri de "C(h)ostheim "dır. Yerel Aziz Kilian kilisesi ve ondalıklar üzerindeki himaye, Kostheim'daki en önemli toprak sahibi olan Mainz Altmünster rahibe manastırına aitti. Buna yerel rahibin ve çancının atanması ve maaşları da dahildi; manastır aynı zamanda kilise binasının bakımından da sorumluydu. Altmünster manastırı aynı zamanda Main nehri üzerindeki feribotun da sahibiydi ve 1432'de Kostheim feribotçularına kiralamıştı; ayrıca Kostheim'daki arazisini başka dini kurumlara da kiralamıştı. Eppstein lordlarının muhtemelen Kostheim'da kendi malikaneleri de vardı. Ancak bunu, 12. yüzyılın başlarında bir tımar olarak aldıkları ve yetkili alt icra memurları tarafından kullandıkları Kostheim üzerindeki icra yetkisinden ayırmak zordur. Merkezi dini otorite, Mainz'daki Aziz Peter'in valisinin başdiyakozluğu, Kastel dekanlığıydı.

Kostheim üzerindeki kanundan doğan yargı yetkisi, Kostheim bölgesine bağlı Mechtildshausen bölge mahkemesi tarafından kullanılıyordu; belediye başkanı ve belediye meclis üyeleri sivil yargı ve köy yönetiminden sorumluydu. Yaklaşık 1330'dan beri belgelendiği üzere, mahkeme Aziz Stefan Lordlarının avlusunda veya önünde, Altmünster manastırının avlusunda veya kilise avlusunun duvarında veya mezarlığın önünde toplanıyordu. Heinrich adında bir belediye başkanından ilk kez 1281 yılında bahsedilmektedir. Belediye meclis üyelerinin sayısı üç ile 13 arasında değişmekteydi ve 1475 yılına ait bir mahkeme mührü korunmuştur. Kostheim'daki mahkeme bir süre Kelkheim, Münster, Heidesheim, Budenheim ve Hattersheim için yüksek mahkeme olarak görev yapmıştır (1517).

Kostheim bölgesi Main nehrinin sol yakasında Ginsheim'a, sağ yakasında ise Hochheim, Delkenheim, Erbenheim ve Kastel'e kadar uzanıyordu. Kostheim, 1528 yılına kadar yerel ve adli yönetimin bölündüğü yerlerden biriydi: Mainz'daki St Stephen's yerel yönetimi elinde tutarken, Eppstein Lordları icra memuru olarak adli yönetimi elinde tutuyordu. Diğerlerinin yanı sıra, 1492'de Kostheim'ı Hessen Landgraves'ine sattıklarında, Ağustos 1528'de Mainz Başpiskoposuna satana kadar bailiwick'i ellerinde tuttular. Aynı yıl, baş ve alt baş katiplerin, kâhyanın, bilirkişinin vs. görevleri bir Weistum'da düzenlenmiştir. Aziz Kilian cemaatinin papazının ve hem orgcu hem de okul müdürü olan çancısının görevleri de ayrıntılı olarak tanımlanmıştır. Okuldan ilk kez 1500 yılı civarında bahsedilmiştir. Kostheim, Mainz'ın egemenliği altında, Reformasyon köyde destekçilerini bulacak olsa da Katolik olarak kalmıştır. Kostheim 1552 yılında yakılıp yıkılmıştır.

Kostheim , Otuz Yıl Savaşları sırasında da zor günler yaşamıştır. Köy, Main nehrinin sol kıyısında Kostheim'a ait bölgede Gustavsburg'u ağır tahkimatlı bir kale olarak kuran İsveçliler tarafından işgal edildi. Main nehrinin sol kıyısındaki ve Maaraue'deki tarlalar Kostheim'a temelli olarak kaybedildi, köy sakinleri zorunlu çalışma yapmak zorunda kaldı ve dörde bölünme yükü altında acı çekti. Kostheim uzun süre savaşın sonuçlarından muzdarip olmaya devam etti; 1673'te köyde 113 mülk vardı ve bunların bazıları "ıssız ve boştu". Toplam 162 mülk sahibi sayılmıştı.

Kostheim, Orta Çağ'da Bruchstraße'de bir üst kapısı ve Main'de bir alt kapısı olan bir kasaba duvarı ile çevriliydi. Mathildenstraße, Margarethenstraße ve Herrenstraße'nin (Aziz Stefan'ın Lordlarının yaşadığı yer) sokak düzeni hala ortaçağ binalarını anımsatmaktadır. Her yıl seçilen Letzmeister'lar kapıların ve duvarların güvenliğinden sorumluydu.

15. yüzyılda Kostheim, feodal aidatların kaydedildiği bir Salbuch'tan da görülebileceği gibi zengin bir köydü. Herrenstrasse ve Burgstrasse'nin köşesindeki bir ahır, öşür çiftliğinin kalıntısıdır. Tarım ve bağcılık 18. yüzyılda gelişmiştir. 1758 yılında okul, okul istatistiklerinde özel bir övgüye layık görülmüştür. XVIII. yüzyılda idarenin başında baş mübaşir ve alt mübaşir bulunuyordu.

Bu huzurlu ve müreffeh dönemler Napolyon Savaşları ile sona erdi. Devrimci Fransa 1792'de Mainz'ı işgal ettiğinde ve Fransızlar Kastel'de, Almanlar Hochheim'da karşı karşıya geldiğinde Kostheim bir savaş alanı haline geldi. Birkaç kez vurulduktan sonra bir moloz tarlasına dönüştü ve kilise de yıkıldı. 1803 yılında Kostheim, Kastel gibi Nassau-Usingen bölgesinin bir parçası haline geldi ve 1806 yılında Mainz'a geri dönerek Fransız oldu. Kostheim ve Hochheim arasındaki sınır ulusal sınır haline geldi. Viyana Kongresi'nden sonra Kostheim ve Kastel, Hessen Büyük Dükalığı'nın (Rheinhessen Eyaleti, Mainz Kantonu) bir parçası oldu. 1835'te Kostheim bir kasaba ve 1852'de Mainz'ın bir ilçesi oldu. 1806 yılında kasabanın 1.024 nüfusu vardı.

Napolyon 1808'de Kostheim rahibi Rößler'in ricası üzerine Kostheim'a 25 yıllık vergi muafiyeti tanımıştır - bu iyilik rahip Henrich'in 1821'de hükümdarın ve kilisenin yasağına aykırı olarak ölen Fransız imparatoru için bir ağıt okumasına neden olmuştur. 1809 yılında çıkan büyük bir yangının ardından Neudörfche olarak adlandırılan bina inşa edilmiştir. Köy yeniden inşa edildi; 1830'da Kostheim "köyü" bir kez daha 1.272 nüfuslu 202 haneye sahipti ve 1836'da yeni Kilianskirche kilisesi kutsanmıştı.

Kostheim'ın orijinal ekonomik yapısı tarım, meyvecilik ve bağcılık ile karakterize edilmişti, ancak 1281 gibi erken bir tarihte bir Kostheim kaptanından bahsedilmektedir ve 1662'de balıkçı Lorenz Rhein Mainz balıkçılar loncasına aitti. Main ve Ren nehirlerinin birleştiği noktadaki elverişli konumu ve tarihin erken dönemlerinden beri var olan Main nehrinin güney kıyısına köprü ve feribot bağlantıları nedeniyle Kostheim her zaman her türlü mal için bir aktarma noktası olmuştur. 16. yüzyıldan itibaren rafting, Kostheim halkının ana uğraşlarından biri haline gelmiştir. 1894 yılında yapılan bir devlet anlaşması, Aşağı Main'in düzenlenmesini ve Kostheim sal limanının genişletilmesini öngörüyordu. Başlangıçta Kostheim'da beş kereste fabrikası vardı ve bunlardan üçünün rafting hakkı bulunuyordu. Kostheim'ın kereste işleme endüstrisi İkinci Dünya Savaşı sonrasına kadar yaklaşık 200 kişiyi istihdam etmiştir. Bugün sadece Peter Eider şirketi varlığını sürdürmektedir.

1860'larda MAN, Gustavsburg'a yerleşti ve Almanya'nın önde gelen köprü inşaat şirketlerinden biri haline geldi. MAN, 1 Haziran 1885'te açılan selüloz fabrikasıyla en önemli işveren haline geldi. Kostheim kibrit fabrikası (halk arasında "Streichhölzer" olarak bilinir) 1887 yılında inşa edildi ve çoğu kadın olmak üzere yaklaşık 100 kişiyi istihdam etti. Üretim 1930 yılının sonunda durdu. 1926 yılında Lindes Eismaschinen AG, Kostheim'da 250 çalışanı olan bir şube kurdu. 1967 yılında AEG, Kostheim Linde fabrikasındaki hisselerin %75'ini satın aldı. 1971'de çıkan büyük bir yangın depo ve üretim tesislerini tahrip etti. 1989'da yeniden inşa edildikten sonra üretim Duofrost adı altında devam etti. 2005 yılında tesisler Carrier GmbH'ye satıldı ve Çek Cumhuriyeti'ne taşındı.

Altyapının gerekli modernizasyonu, 1840 yılında Wiesbaden-Frankfurt hattında Taunusbahn demiryolunun açılmasıyla başladı ve Kostheim kendi tren istasyonuna sahip olmadan demiryolu inşaatı için gerekli araziyi kaybetti. 1887/89 yıllarında Main Nehri üzerinde sabit bir köprü inşa edilmiştir. Kostheim 1907 yılında Mainz tramvay ağına bağlanmıştır.

Kısmen ekonomik patlamanın bir sonucu olarak, 19. yüzyılın sonunda nüfus 1875'te 2.971'den 1895'te 4.832'ye yükseldi. Kostheim 1900 civarında Winterstraße üzerinden batıya doğru ve 1916'da Am Mainzer Weg'e kadar genişledi. Birçok sokak ismi bu dönemi anımsatmaktadır: Wilhelmstraße, Viktoriastraße, Louisenstraße, Ludwigstraße. Cemaat 1875 yılında bir kız okuluna kavuştu ve erkek okulu 1897 yılında genişletildi. Çok sayıda kulüp kurulmuştur. 1870'lerde Winterstrasse ve Berberichstrasse'nin diğer tarafında yeni binalar inşa edildi. Kostheim'da o zamandan beri bir Protestan cemaati vardı ve 1906'da bu cemaate kendi kilisesi verildi. Yaklaşık 1820'den beri Kostheim'da yaşadıkları belgelenen Yahudiler kendi cemaatlerini oluşturmamış, Kastel'e yönelmişlerdir. 1 Ocak 1913'te Kostheim Mainz şehrinin bir parçası oldu. Ancak, Gustavsburg ilçesi 1927 yılında ayrılmıştır. Kostheim'a işgalci birliklerin yerleştirildiği Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra, "Siedlung Kostheim" mahallesi 250 ailenin yaşadığı küçük teraslı evlerden oluşan bir bahçe şehir olarak kuruldu. Kostheim, belirgin bir merkezi olmayan ve fabrikalar ile yerleşim alanları arasında net bir ayrım bulunmayan bir köye dönüştü.

MAN, Cellulose ve Linde gibi sanayi şirketleri 1936'dan önce de savaşın askeri gereksinimlerine yönelik faaliyet gösteriyordu. MAN köprü parçaları ve gemi gövdeleri, Cellulose ise mühimmat, üniforma, uçak yakıtı ve tıbbi malzeme üretimi için temel malzemeler üretiyordu. İkinci Dünya Savaşı, mülk ve Alt Kostheim binalarında önemli hasarlar bıraktı. Hochheimer Strasse boyunca uzanan cadde neredeyse tamamen tahrip olmuştur. Arazideki Katolik kiliseleri ve şimdiki cemaat merkezi bombaların hedefi oldu. Hava saldırılarında 113 kişi hayatını kaybetti. İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra "Sampel" gibi yeni yerleşim alanları inşa edildi ve yeni endüstriler kuruldu.

25 Temmuz 1945'te Kostheim, Wiesbaden'e dahil edildi. 2003 yılında hala iki hektardan daha az alana sahip yedi küçük çiftlik vardı. Buna ek olarak, toplam 191 hektar araziyi işleyen 13 tam zamanlı çiftlik (çoğunlukla bağcılık alanında, 66 hektar) vardı. Bugün (1 Ocak 2016 itibariyle) Kostheim'da 6.752 hanede 14.076 kişi yaşamaktadır.

Aziz Kilian cemaatinin her yıl Taunus'taki Fischbach'a yaptığı hac ziyareti özel bir önem taşımaktadır. Belgelenmemiş ifadelere göre, hac yolculuğunun 1444 gibi erken bir tarihte Gimbach şapelindeki mucizevi görüntüye yol açtığı söylenmektedir. Bunun nedeni muhtemelen büyük bir kıtlıktı. Diğer kaynaklar, Kostheim'ın salgından kurtulduğu büyük bir veba yılı olan 1666 civarından bahseder. 1828 yılında, Nassau Dükalığı hükümetinin ısrarı üzerine hac ziyareti Fischbach'taki kiliseye taşınmıştır. Cemaatten Katolikler halen her yıl orada tövbe haccı yapmaktadır.

1751 yılında, 1603 yılından kalma bir sınır taşının üzerine kazınmış iki çapraz asma bıçağı bulundu. Kırmızı zemin üzerine gümüş kerpeten şeklindeki sınır taşının üzerindeki resim Kostheim'ın arması olarak seçilmiştir.