La première apparition du nom « cosmopolitan» remonte à 1927 lorsque le barman écossais Harry MacElhone a nommé « Cosmopolitan » un cocktail à base de whisky, de vermouth, de punch suédois et de vodka. En 1934, une version beaucoup plus similaire à l’actuelle a été décrite, qui prévoyait cependant l’utilisation de gin, de triple sec, de sirop de framboise et de citron.
Le cocktail est l’une des boissons les plus célèbres au monde, en particulier pour la consommation entre les années quatre-vingt-dix et deux mille par de nombreuses célébrités américaines et européennes, mais il est devenu célèbre en 1996 lorsque Madonna a été photographiée à la Rainbow Room avec un verre de Cosmopolitan à la main.
Le cocktail a acquis sa renommée définitive en 1998 grâce à la série télévisée Sex and the City dans laquelle Carrie Bradshaw, l’une des protagonistes, commandait souvent un Grey Goose Cosmopolitan. Même dans la série télévisée « Queer as Folk USA », l’un des protagonistes, Emmett, ne commande toujours qu’un « cosmos ».