La fervente devozione dei Ravellesi e, in generale, di tutti i cittadini della Costiera Amalfitana per i Santi Cosma e Damiano ha origini molto antiche, risalenti al XII-XIII secolo. Il Santuario, infatti, è menzionato sia in un documento del 1397, conservato presso l'archivio della Curia metropolitana di Amalfi, che in un altro del 1425, conservato presso l'archivio parrocchiale di Ravello.
I Santi Medici, originari dell'Arabia, appresero in Siria i principi dell'arte medica e si dedicarono alla cura dei malati spinti da puro spirito cristiano, senza richiedere in cambio alcuna ricompensa (erano detti, infatti, medici anàrgiri, ossia medici gratuiti). Subirono il martirio per decapitazione sotto l'impero di Diocleziano nel 303 d.C..
L'attuale Santuario, aggrappato allo sperone del Cimbrone, a circa 350 metri d'altezza, sostituisce l'antica e piccola chiesetta, alla quale si accedeva attraverso una ripida scalinata, divenuta ormai troppo piccola per accogliere le folle di fedeli. La nuova struttura fu benedetta il 27 settembre del 1965 dall'Arcivescovo di Amalfi Mons. Angelo Rossini tra una folla festante e commossa proveniente da ogni parte della Campania.
Il Santuario è preceduto da una splendida terrazza panoramica, affacciata sul mare della Costiera d'Amalfi. L'interno è ad un'unica navata e l'abside è decorato con un luminoso mosaico raffigurante i Santi Taumaturghi seduti, due angeli che recano la palma del martirio e la Trinità. E' preceduto da un'altra decorazione musiva che interessa l'arco trionfale e rappresenta la Madonna e scene dei martiri subiti dai Santi Cosma e Damiano.
Altri due pannelli in mosaico furono realizzati tra il 1996 ed il 1997 e riproducono scene di vita dei Santi, tratte dalle opere di Beato Angelico e Anonimo Salernitano.
Le miracolose statue dei Santi sono esposte in una cappella a sinistra dell'altare maggiore.
All'esterno del Santuario, infine, in un piccolo manufatto sotto la roccia, sono conservati gli ex voto, alcuni dei quali risalenti al XVII secolo.
Mariarosaria Pisacane