<Дочь венгерского композитора и пианиста Ференца Листа и франко-немецкой писательницы-романтика Мари д'Агульт. Она стала второй женой немецкого композитора Рихарда Вагнера и вместе с ним основала Байройтский фестиваль как витрину для его сценических работ; после его смерти она посвятила остаток своей жизни пропаганде его музыки и философии. Комментаторы признают Козиму главным вдохновителем поздних произведений Вагнера, особенно "Парсифаля".
В 1857 году, после детства, проведенного в основном под присмотром бабушки и с гувернантками, Козима вышла замуж за дирижера Ганса фон Бюлова. Хотя от этого брака родилось двое детей, в основном это был союз без любви, и в 1863 году Козима начала отношения с Вагнером, который был старше ее на 24 года. Они поженились в 1870 году; после смерти Вагнера в 1883 году она руководила Байройтским фестивалем более 20 лет, расширив его репертуар, сформировав Байройтский канон из десяти опер и сделав фестиваль главным событием в мире музыкального театра.
Во время своего директорства Козима выступала против театральных инноваций и строго придерживалась оригинальных постановок произведений Вагнера, и этот подход продолжался ее преемниками еще долго после ее ухода на пенсию в 1907 году. Она разделяла убеждения Вагнера о культурном и расовом превосходстве Германии, и под ее влиянием Байройт все больше отождествлялся с антисемитизмом. Это было определяющим аспектом Байройта на протяжении десятилетий, вплоть до нацистской эпохи, которая последовала за ее смертью в 1930 году. Таким образом, несмотря на то, что ее многие считают спасительницей фестиваля, ее наследие остается противоречивым.