Locke blev själv sparkad av Raith Rovers förra månaden med Scottish Championship sida på en körning av 15 matcher utan seger.
Den 41-årige ärver en sida som sitter sju poäng på drift vid foten av Scottish League Two.
Vårdare Neil Hastings och Burton O'Brien tar ledningen för sista gången mot Berwick Rangers på lördag.
Men Locke kommer att vara närvarande som den blå Brasilien ser ut att avsluta en körning av 15 matcher utan en vinst.
Cowdenbeath sa i ett website uttalande: "Vi ber alla fans att ge Gary ett mycket varmt välkomnande till Central Park och deras fulla stöd när vi står inför den stora utmaningen som ligger framför oss under de kommande månaderna."
Fife-klubben accepterade Fox avsked som huvudtränare på måndag.
– Klubben beklagar att han, trots Liams stora ansträngningar och sann professionalism, inte kunde åstadkomma den framgång vi alla önskade oss, säger Cowdenbeath.
"Han stod inför ett antal utmaningar den här säsongen, några av vilka få chefer normalt skulle förvänta sig att möta, särskilt under sin första säsong i ledningen.
"Han lämnar Central Park med respekt och lyckönskningar från ordföranden och alla direktörer i klubben."
Fox, som tidigare hade varit coachare på Hearts, hade tagit befälet på Central Park under sommaren.
Den 33-årige sade: "För det första vill jag tacka Cowdenbeath för att ge mig möjlighet att hantera sin fotbollsklubb.
"De erfarenheter som gjorts och de lärdomar som dragits på kort tid kommer utan tvekan att visa sig ovärderliga för mig i min karriär."
Locke är också en före detta Hearts-spelare och började sin chefskarriär på Tynecastle innan han gick vidare till Kilmarnock sedan, i somras, till Starks Park.
Gary Locke har utsetts till chef för Cowdenbeath till slutet av säsongen efter Liam Fox utgång.