Después de la conquista de Constantinopla por el Otomano en 1453, el sultán exigió Caballeros de San Juan de pagar un impuesto de vasallaje. A raíz de su denegación, los Otomanos hicieron la isla de Kos un objetivo constante de sus ataques, forzando a los habitantes de la isla a abandonar sus casas y a refugiarse en las fortalezas. La isla resistió a todos estos asaltos, pero, el 1 de enero de 1523, después de seis meses de sede, los ejércitos del sultán otomano Soliman 1.o tomaron la fortaleza de los Caballeros de San Juan en Rodas. Los términos de la rendición preveían la entrega de las otras posesiones del orden de San Juan en el Dodecaneso, en particular, los de Kos: el 5 de enero de 1523, los Caballeros Hospitalarios duran volver a poner el castillo de Neratzia y la isla de Kos a los Turcos. En 1603, los Caballeros Hospitalarios intentaron sin éxito reanudar la isla.
Kos entró en el sistema administrativo de Imperio otomano; la isla y la ciudad de Kos se nombraban a Istanköy en turco - que los Europeos transcribían en Stankou. Rodas y Kos, contrariamente a otras islas del Dodecaneso, sufrieron pesados impuestos impuestos por el inquilino turco. Un gran número de colonos musulmanes immigraron sobre la isla durante el XVIe siglo: durante los Xvii y Xviii siglos, se dividía a la población entre musulmanes y cristianos, pero la isla contaba también un reducido número de judíos. Los musulmanes vivían principalmente en las zonas urbanas, mientras que la campaña era exclusivamente cristiana.
Los habitantes griegos de Kos se opusieron sin cesar a la soberanía turca. Durante la guerra entre Rusia y el Imperio otomana de 1788-1792 los Otomanos reprimió a la población griega ortodoxa difícilmente. En 1810-11, la isla de Kos fue afectado por una terrible epidemia de peste. En 1821, participó en el levantamiento griego contra el inquilino; la represión turca fue salvaje: el 11 de julio de este año, a más de colgó a 90 patriotas griegos en torno al plátano de Hippocrate. Según un testimonio escrito del viajero francés Pouqueville, los Turcos realizaron a 900 cristianos griegos sobre la isla de Kos. En 1824, Kos sufre una nueva represión después de la batalla de Gerontas (29 de agosto de 1824) dónde la flota otomana fue supida por la flota griega.
A principios de los años 1830, Grecia - que tenía progresivamente era conquistada por el imperio otomano desde el XIVe siglo - comenzó a liberarse del yugo otomano. Sin embargo Kos y el resto del Dodecaneso seguían siendo turco; sólo después de 1838 que se concedieron algunos derechos fundamentales y políticos a los cristianos de Kos: en 1843, un Consejo del Antiguos se inauguraron sobre la isla de Kos.
A lo largo del empleo otomano, la economía de la isla siguió siendo esencialmente agrícola: los viajeros del tiempo ofrecen descripciones de la abundancia de los productos agrícolas; sin embargo las infraestructuras de la isla se descuidaron durante este período.