Kose valla maadel on meie esivanemad elanud juba väga kaua. Ardu külas asub venekirveste kultuuri kalmistu, mis pärineb nooremast kiviajast ehk neoliitikumist (umbes 3000 – 1500 eKr). Lahti on kaevatud kaks hauda, kuhu surnud olid maetud külili, põlved konksus. Panustena on leitud venekirves, kivitalbu, luu- ja sarvesemeid ning nöörkeraamikat. Leitud luustiku ja kolju põhjal on Moskva antropoloog Mihhail Gerassimov loonud nn Ardu mehe portreekuju.

Läbi valla territooriumi, mööda Tartu maanteed kulges juba muinasajal kaupade ja sõjatee. Sellest annavad tunnistust Paunküla külast leitud muistsed peitvarad – kolm hõbeaaret 13. sajandist ja kaelakee, mille küljes rippusid 10. sajandist pärit araabia mündid. 

Koselt on leitud 12. sajandist pärit hõbeaarde, milles oli 1716 hõbemünti, hõbeesemete katkeid, tekstiili- ja puutükke ning savinõukilde. 

Kose vald hõlmab enamuse Kose kirikukihelkonnast. Kose kirikukihelkond asutati 13. sajandi algul arvatavasti samadel aladel asunud muinaskihelkonna põhjal. 

Kose kiriku asutamisajaks loetakse 1231. aastat. Esialgne, arvatavasti puukirik, pole säilinud. Kiriku vanim osa, pikihoone, on ehitatud 14. sajandi keskpaigas. Selle all paiknevad suletud katakombid. Liivi sõda tõi Kose kirikule 1560. aastal kaasa suured purustused. 16.sajandil ehitati algse ümmarguse kujuga kellatorni ümber nelinurkne laskeavade ja kaminalõõridega torn. 19. sajandil kaeti torn neogooti kiivriga. Torni tipus on muna, kukk-tuulelipp ja rist. Aastatel 2010 – 2013 renoveeriti kiriku 19. sajandi juurdeehitis Muuseum-Arhiiv-Raamatukoguks.

Kiriku ümber oli koondunud palju haritud inimesi. Kose pastor Hermann Joahann Heitzig andis koos pietistide grupiga välja eestikeelse Uue Testamendi (1715) ja kirikliku käsiraamatu (1721). Kose pastori poeg Joachim Gottlieb Schwabe sai tuntuks eesti keeles luuletava poeedina ja kalendrite autorina. Kose pastor (1906 – 1928) Harald Wilhelm Põld oli usuteadlane, piiblitõlkija, eesti keele grammatikate autor ja tegev kohalike seltside juhatustes

Tuhala kirik valmis 1777 kohaliku mõisniku krahv Carl Johann Mellin tellimusel ja nimetati tema auks Kaarli kirikuks. 

Kose valla vanimaid külasid on esmakordselt mainitud 1241. aastal valminud Taani hindamisraamatus, kus suures Eestimaa kinnistus on kirjas Põhja-Eesti külade nimed, läänimehed ja adramaade arv. Kose valla piirkonnas oli tol ajal ka rahvarohkeid külasid, mille suuruseks oli mitmel külal üle 10 adramaa: Harmi – Hermæ 25, Kõue – Køy 19, Ravila – Rauelik 18, Alansi –  Atanascæ 17, Kirivalla – Kiriawold 15, Karla – Karol 14, Kata – Katal 12, Kose – Cosius 9, Sõmeru – Semӕr 6, Palvere – Paltauere 6, Tuhala – Tohal 5, Silmsi – Silmus 5, Saula – Saul 5, Paunküla – Pankyl 5, Oru – Orkæ 5, Kadja – Kathis 4 (Juuru kihelkond), Ardu –  Harto 3, Virla – Wircol 3, Vilama – Laucotaux 2, Vardja – Uauӕ 1, Aela – Æilaes 1 (Juuru kihelkond), Pala – Palas 1. 

Kose valla territooriumil on säilinud mitmed endised mõisahooned. Paunküla mõisa kohta on andmeid 1493. aastast. Alates 1948. aastast asub endises Paunküla mõisa härrastemajas hooldekodu. Paunküla mõisahoonet ümbritseb hästi hooldatud park. 

Kuulsaim mõisatest on Kõue, hilisem Triigi mõis (mainimisaasta 1379). Mõisahoone on klassitsistlikus stiilis ehitus, säilinud on barokseid ja veelgi vanemaid ehitusosi. Mõisas veetis oma elu lõpuaastad kuulus maadeavastaja Otto von Kotzebue (1787-1846). Kuulus meresõitja on maetud Kose kirikaeda.

Triigi mõisas asus 1941-1975. aastatel Kõue kool. Hiljem kolis kool laste vähesuse tõttu mõisahoonest välja, hoone seisis tühjana ja lagunes. 1996. aastal sai mõisaomanikuks eraisik, kes remontis mõisa 2012. aastaks.

Habaja mõis ja Ojasoo mõis on tüüpilised 17. sajandi lõpu ja 18. sajandi alguse ühekorruselised puitehitised, mille sarnaseid Eestimaal enam ei leidu.

Ojasoo mõisahoone ees kasvab Baltimaade suurima läbimõõduga lehis. Harmi mõisahoones asub alates 1843. aastast kool. Hoone ei oma muinsuskaitselist väärtust, küll aga mõisapark.

Ravila mõisat on esmakordselt mainitud 1469. aastal. Murdkelpkatusega barokne ühekorruseline peahoone püstitati von Manteuffelite ajal 1770. aastatel. Park on rajatud arvatavasti 18. sajandi lõpul 19. sajandi alguses. Kotzebuede ajal ehitati mõisahoone tagaküljele suursugune kaarjas graniitplokkidest trepp. 

19.sajandi lõpul ehitati Ravilasse raudkividest karjakastell. 1905. aastal põletati mõisahäärber maha, kolm aastat hiljem taastati. Ravila mõisahoones on asunud rahvaülikool, aianduskool, põllumajandustehnikum ja hooldekodu.

Ravila mõisa omanikest silmapaistvaim oli baltisaksa kirjamees krahv Peter August Friedrich von Manteuffel (1768 – 1842 ), kes oli tuntud talurahvasõbralikkuse, ebatavaliste huvide ja harrastuste poolest. Ta proovis järgi mitmed igapäevased tööd ning tegeles leiutamiskatsetega (lennumasin, purjevanker jms), mille tõttu teda kutsuti „hulluks krahviks”. Nooruses kirjutas Peter eestikeelseid armulaule külatüdrukutele, vanemas eas avaldas talurahva elu ja kombeid kajastava “Aiawite peergo walgusel” 1838 ja karskussisulise “Willem Nawi ello-pävad” 1839. 

Palvere mõis oli enamiku ajast Ravila kõrvalmõis.

Keskajast pärinevat Tuhala mõisa on esmamainitud 1468. aastal. Tuhalat on sajandite jooksul läbinud tähtis Tallinn-Tartu talitee, mille jõeületuskohana mõis arvatavasti tekkiski. Seepärast oli mõis tõenäoliselt juba keskajal kivihoonestusega. 1800. aasta paiku, mil mõisa omanikuks oli kuulus kartograaf ja Liivimaa esimese atlase autor Ludwig August Mellin (1754-1835), ehitati mõis esimest korda esinduslikumalt välja. 1863. aastal sai Tuhala mõisa uueks omanikuks Paul von Lilienfeld, kes oli moodsa sotsioloogia rajajaid Euroopas. 1881.a. valminud Tuhala loss oli üks ilusamaid mõisahooneid Harjumaal. 1905. aasta sündmuste ajal sai mõisahoone tugevasti kannatada, kuid selles elati kuni 1935. aastani.

Oru mõisa kohta on kirjalikke andmeid 1470. aastast.1477. aastal liideti Oru mõisa maad Tuhala mõisa külge. Praegusesse asukohta rajati mõis 17. sajandi algul. Oru mõis eraldati iseseisva üksusena 1663. aastal Tuhala mõisast. 1898. aastal omandasid mõisa Tuhala mõisa omanikud von Lilienfeld-Toalid, millega Oru muutus Tuhala kõrvalmõisaks. Peale Oru mõisa võõrandamist 1921. aastal Lillendfeld -Toalide suguvõsalt, on mõisa peahoones asunud: Tuhala kool, Tuhala vallavalitsus, Tuhala raamatukogu ja rahvamaja.

Kose-Uuemõisa on üks Eesti vanemaid mõisaid. Varaseim teade kirjalikes allikates pärineb 1340. aastast, mil mõisat on mainitud Nova Curia (uus mõis) nime all. 1241. aastal koostatud Taani hindamisraamatu suures Eestimaa nimistus on mainitud kahe adramaa suurust Tapawolkae küla, mis arvatakse olevat esimene katse sellese piirkonda mõisat rajada. Mõisate varajane rajamine Harjumaal on seletatav Tallinna kui olulise tugipunkti lähedusega ja ka soodsate turustamisvõimalustega.

On tõenäoline, et keskuse esialgne asukoht muutus ja sellest sai mõis ka nime. Nii on Kose-Uuemõisa üks vähem kui paarikümnest juba Taani ajal eksisteerinud läänivaldusest. Tõenäoliselt oli Kose-Uuemõisa läänistatud kõigepealt Taani asehaldurile, kapten Woghaen Palnisunile, hiljem tema järeltulijatele, keda kirjalikes dokumentides mainitakse kui Uuemõisast pärit vasalle.

Kuna muistne Kose kihelkond oli 1343 aastal Jüriöö ülestõusu ajal üks kõige enam haaratud piirkondi, võib päris kindlasti väita, et see mõis ülestõusu ajal hävitati.

Kose-Uuemõisa mõis on kuulunud alates 15. sajandist erinevatele omanikele. 17. sajandil läks mõis kaheks sajandiks Tiesenhausenite valdusesse. 1834. a. müüsid Tiesenhausenid mõisa Wilhelm Von Straelbornile ja see omakorda 1850. aastal Natalie-Caroline Uexküllile, neiupõlvenimega Harder, kes oli Peterburi pankuri tütar. Uexküllide ajal ehitati Kose-Uuemõisa mõisahäärber välja tänapäevasel kujul. 

1905. aastal läks umbes 100-liikmeline jõuk  mõisa rüüstama. Purustati viinaköögi seadmed, käidi läbi kõik häärberi ruumid ja mööbel peksti puruks. Seejärel süüdati heinaküün ja härrastemaja. Viimane õnnestus teenijatel kustutada. 1943. aastast on mõisahoone koos pargiga Kosejõe Kooli valduses. 

1805. aasta sügisel algasid talurahva rahutused Põhja-Eestis. Erinevalt Liivimaa talurahvaseadusest jäi Eestimaa seadusetekstis rehepeksu korraldus reguleerimata, mis tekitas kuulujutte, et keiser olevat öise rehepeksu hoopis ära keelanud. Rahutused puhkesid mitmes paigas, kõige tõsisemaks läks aga asi Kose-Uuemõisas. Septembris keeldusid teomehed, kes päev läbi olid põldu kündnud, öisest rehepeksust. Parun Tiesenhausen üritas järsult korda majja lüüa. Väljaastumise ajendiks saigi Kõlli Tooma vangistamine ja karistamiseks Tallinna saatmine. Teised teomehed aga jõudsid tee peale ette ja vabastasid Kõlli Tooma. Varsti lõpetasid öise rehepeksu ka Ravila teomehed.

Seepeale saadeti Tallinnast kohale ligi 200-meheline sõjaväekomando. Teomeestele tulid aga appi naabervaldade Ravila, Ojasoo, Triigi, Kuimetsa, Habaja ja Kaiu talupojad. 2. oktoobril marssis umbes 250 meest, kes olid relvastatud teivaste, kuue jahipüssi ja ühe püstoliga, kolonnis Kuivajõe kõrtsi juurest Kose-Uuemõisa. Mõisa juures avasid sõdurid talupoegade pihta tule, viimased omakorda tungisid ahelikku hargnedes peale. Võitluses langes komandoülem kapten Muskein ja üks allohvitser, 11 soldatit sai haavata. Talupoegadest langes kuus meest, kolm suri haavadesse, neli sai raskesti haavata. Püssi tule all laiali jooksnud talupojad pidasid veel järgmisel päeval plaani minna Peterburist õigust otsima, kuid 4. oktoobril kohale saabunud uus sõjaväeüksus sundis neid edasisest vastuhakust loobuma. 1806. a veebruaris sai 32 vastuhakkajat Tallinnas raekoja ees kätte peksukaristuse ja paljusid neist ootas ees sunnitöö Siberis.

Kose kihelkonna mehed võtsid osa ka Mahtra sõjast ning Vabadussõjast. Mälestussambal sõjas langenud Kose kihelkonna meestele on kirjas 36 Vabadussõjas langenu ja 4 teadmata kadunu nimed.

Rootsi ajal, 17. sajandil hakkas lugemisoskus levima ka eesti talupoegade hulgas.

1638. aastal külastas piiskop Joahim Jhering Põhja-Eesti kihelkondi ning nõudis koolmeistrite ametisseseadmist.1639. aastal teatas Kose pastor Heinrich Westering kahest kihelkonnas töötavast õpetajast. 

Üks neist oli Kuimetsa päristaluniku Berendi poeg Johan Berendson, kes oli kooliõpetaja 6.juunil 1639. aastal asutatud Tuhala koolis. Seega võib Oru Põhikooli nimetada üheks Eesti vanimaks kooliks.

Teine 1639. aastal mainitud koolidest asus Paunküla mõisa maal Sae külas nn. Korteni majas. Veel 20.sajandi keskpaiku seisis mantelkorstnaga Paunküla koolihoone oma kohal nagu tunnistab 1965. aastal tehtud foto.

19. sajandi lõpul hoogustus ka kultuurielu. Esimesed andmed Kose piirkonna kooride kohta on pärit 1870. aastast, mil meeskoor kirikus esines. Kose pasunakoor on loodud 1881. aastal, esimeseks dirigendiks valiti Siim Oja Kose-Uuemõisast. 1892. aastal asutati Kose muusikaselts ja pasunakoor liitus sellega.

Sajandivahetusel elavnes seltside loomine. Siis oli Kose kihelkonnas neli seltsi: Kose Muusika Selts, Kose Karskuse Selts Aade, Aleksandri (Triigi) valla Kooli Selts ja Kose Põllumeeste Selts. Muusika- ja Karskusselts ühendati ning moodustati Kose Haridusselts.

Haridusseltsi raamatukogu avati 1908. aastal. Kose kihelkonnas olid raamatukogud veel Paunkülas ja Triigis. Suurim raamatukogu 9500 köitega oli Woldemar Uexküllil Kose-Uuemõisas.

Kose majanduselu hoogustus mitu aastat pärast 1905. aasta revolutsiooni. 1909. aastal asutati Kose Põllumeeste Seltsi algatusel Kose Laenu- ja Hoiu-Ühisus. Pangamaja valmis 1914. aastal. Majas asus hiljem postkontor, saali kasutas enne seltsimaja valmimist Kose haridusselts ja peale 1923. aastat Kose 6-klassiline algkool. Laenu majade ehitamiseks said Kose Piimaühing, Kose Haridusselts ja teised ümberkaudsed asutused.

Kose piimaühing oli loodud samuti Kose Põllumeeste Seltsi algatusel 1911. aastal. Piim koguti külade kaupa kokku ja veeti kordamööda Kosele. Kuna veoraha ei makstud põhjustas see hiljem Äksi meeste lahku löömise ja oma meierei asutamise Äksi. 1926. aastast avati ühisuse juures neli koorejaama: Kiisa, Kolu, Pikavere ja Palvere.

19. sajandi alguses hakkas mõisa kõrvale kujunema talurahva kui seisuse omavalitsus – vallakogukond. Teistest varem, ajavahemikus 1747 – 1757, asutas Carl Johann Mellin Tuhala mõisas esimese Eesti vallakohtu.

1816. ja 1819. aasta talurahvaseadusega antud omavalitsus oli paljuski sõltuv mõisnikust. Alles 1866. aasta vallareformiga vabanes vallavalitsus ja vallakohus lõplikult mõisniku eeskoste alt. 

1891. aastal algas valdade liitmine ja sai alguse venestamisepoliitika; Uuemõisa vald nimetati Vladimiri vallaks, Ravila Nikolai vallaks ja 1900. aastal Kõue Aleksandri vallaks. Koolides hakati sisse viima õppetööd vene keeles.

1917. aastal nimetati Vladimiri vald Kuivajõe vallaks, Nikolai vald Ravila vallaks ja Aleksandri vald Triigi vallaks.

Vallad kaotati 1950. aastal, kui moodustati  maarajoonid – Kose rajoon.16. jaanuaril 1992. aastal taastati Kose ja Kõue vald, mis ühinesid 2013. aastal. Uue valla nimeks sai Kose vald, suuruseks 532,8 km² ja üle 7200 elaniku.