I hellenistisk tidsalder oppnådde Kos høydepunktet for sin framgang. Øya ble alliert med det ptolemeiske Egypt som benyttet øya som en marinebase for å overvåke Egeerhavet. Som et læresete fungerte øya også som en provinsiell avdeling av biblioteket i Alexandria, og ble et yndet lærested for egyptiske prinser. Blant de mest kjente personer fra Kos var legen Hippokrates, maleren Apelles, poetene Filitas og (kanskje) Theokritos.