Después de la guerra turca italo de 1911-1912, los Italianos se apoderaron de la isla de Kos, el 20 de mayo de 1912, como la mayoría de las islas del Dodecaneso. Los habitantes de Kos, griegos al 94%, acogieron en primer lugar a los Italianos como liberadores, después de 390 años de empleo otomano, esperando su autonomía o una fijación de su isla a Grecia.
Se preveía en efecto, por el Tratado de Ouchy del 18 de octubre de 1912, que Italia retrocediera el Dodecaneso a Turquía. Pero, debido a la Primera Guerra Mundial, los Italianos consolidaron su soberanía sobre el Dodecaneso; esta anexión fue oficializada por el Tratado de Lausana de 1923 dónde Turquía renunció reivindicar el Dodecaneso. Los habitantes de las islas se convirtieron en ciudadanos italianos, aunque teniendo una ciudadanía particular. Kos se volvió un vicecargo de gobernador bajo la jurisdicción de Rodas.
Durante el período de 1923 a 1943, el Gobierno fascista aplicado un extenso programa de “italianización” con intervenciones importantes en la educación, las cuestiones religiosas, y la economía. Los Italianos impusieron un sistema eficaz de administración y emprendieron extensas obras públicas para mejorar la infraestructura descuidada por los Otomanos.
En 1933, un terremoto destruyó la mayoría de los edificios que fueron reconstruidos por los Italianos.
La soberanía italiana sobre Kos finalizó después de la capitulación italiana. En septiembre de 1943, los Británicos intentaron apoderarse de la isla, pero sus tropas fueron supidas por las tropas alemanas que tenían contraataque el 3 de octubre de 1943 en el marco de la Operación Oso polar (Unternehmen Eisbär); Hizo a 1388 Británicos y a 3145 soldados italianos presos; se tiró un centenar de funcionarios italianos que se habían dado la vuelta contra sus exaliados alemanes para lo que se nombra la “Masacre de Cos”. La isla permaneció ocupada por los Alemanes hasta el 1945. Después de la capitulación de Alemania el 9 de mayo de 1945, Cos se convierte en un protectorado británico durante dos años, luego entró - como el conjunto del Dodecaneso - en el seno griego en 1947. La celebración oficial de la reunificación de la isla con Grecia tuvo lugar el 7 de marzo de 1948.
