była córką węgierskiego kompozytora i pianisty Franciszka Liszta oraz francusko-niemieckiej pisarki romantycznej Marie d'Agoult. Została drugą żoną niemieckiego kompozytora Richarda Wagnera i wraz z nim założyła Festiwal w Bayreuth jako wizytówkę jego dzieł scenicznych; po jego śmierci poświęciła resztę swojego życia promowaniu jego muzyki i filozofii. Komentatorzy uznali Cosimę za główną inspirację dla późniejszych dzieł Wagnera, zwłaszcza Parsifala.
W 1857 roku, po dzieciństwie spędzonym głównie pod opieką babci i guwernantek, Cosima poślubiła dyrygenta Hansa von Bülowa. Chociaż małżeństwo to zaowocowało dwójką dzieci, był to w dużej mierze związek bez miłości, a w 1863 roku Cosima rozpoczęła związek z Wagnerem, który był o 24 lata starszy od niej. Pobrali się w 1870 roku, a po śmierci Wagnera w 1883 roku Cosima kierowała festiwalem w Bayreuth przez ponad 20 lat, zwiększając repertuar do kanonu dziesięciu oper i czyniąc festiwal ważnym wydarzeniem w świecie teatru muzycznego.
Podczas swojej dyrekcji Cosima sprzeciwiała się innowacjom teatralnym i ściśle trzymała się oryginalnych inscenizacji dzieł Wagnera, co było kontynuowane przez jej następców długo po jej przejściu na emeryturę w 1907 roku. Podzielała przekonania Wagnera o niemieckiej wyższości kulturowej i rasowej, a pod jej wpływem Bayreuth coraz bardziej utożsamiało się z antysemityzmem. Był to definiujący aspekt Bayreuth przez dziesięciolecia, aż do ery nazistowskiej, która nastąpiła tuż po jej śmierci w 1930 roku. Tak więc, chociaż jest ona powszechnie postrzegana jako zbawicielka festiwalu, jej spuścizna pozostaje kontrowersyjna.
