Cosimo Gomez nasce a Firenze nel 1965. Si diploma presso l'Istituto Statale d'Arte di Firenze e, successivamente, presso l'Accademia di belle arti di Roma nella sezione di scenografia.
Come assistente scenografo muove i primi passi nel Cinema e nell'Opera Lirica agli inizi degli anni '90, lavorando con grandi maestri quali Ermanno Olmi, Giuliano Montaldo, Franco Zeffirelli e Roberto Benigni.
Dal 2001 inizia a firmare in prima persona la scenografia di film e fiction, ad oggi oltre venti, tra cui importanti coproduzioni televisive internazionali della Rai come 'La bella e la bestia', 'Maria di Nazaret' e 'Anna Karenina', e film per il cinema come Ovunque sei di Michele Placido, Il siero della vanità di Alex Infascelli e Anita B. di Roberto Faenza.
Nel 2012, con un suo soggetto, vince il Premio Solinas - Storie per il cinema. Inizia così il percorso che lo porta ad esordire come autore e regista con il film Brutti e cattivi, di cui scrive la sceneggiatura insieme a Luca Infascelli. Con il film Brutti e cattivi partecipa alla 74ª Mostra internazionale d'arte cinematografica di Venezia nella sezione 'Orizzonti', a L'Étrange Festival 2017 a Parigi e allo Stockholm Film Festival 2017.
Nel 2022 dirige Michela De Rossi e Filippo Scotti in Io e Spotty.