Чудотворная Феодоровская икона Пресвятой Богородицы известна с XII века, когда она находилась в часовне близ старинного поволжского города Городца. Впоследствии здесь был основан мужской монастырь, именовавшийся Богородице-Феодоровским; чудотворный образ являлся главной святыней обители до 1239 года – когда монголо-татарские захватчики разорили и сожгли Городец, а икона исчезла из города.
По преданию, подтверждаемому исследованиями современных историков, в описываемое время Феодоровская икона стала моленным образом святого благоверного великого князя Александра Невского, и именно этой иконой в 1239 году великий князь Ярослав Всеволодович благословил своего сына – святого князя Александра – на брак с полоцкой княжной Параскевой. Вместе с благоверным князем Феодоровская икона путешествовала в Орду, где святой Александр отстаивал интересы Русской земли; этот образ Пресвятой Богородицы он брал с собой в военные походы; перед ликом Феодоровской иконы Божией Матери благоверный князь, приняв монашество, завершил свой жизненный путь.
Чудесное явление Феодоровской иконы в Костроме князю Василию Ярославичу, младшему брату святого Александра Невского, совершилось в конце 50-х – начале 60-х годов XIII столетия. Накануне явления, в день праздника Успения Пресвятой Богородицы, многие жители Костромы видели на улицах города воина с иконой Божией Матери на руках (в воине костромичи узнали святого великомученика Феодора Стратилата – по его иконописному изображению в соборном храме Костромы). На следующий день, 16 августа (по старому стилю), князь Василий Ярославич во время охоты увидел эту икону на ветвях дерева вблизи речки Запрудни. Обретенная святыня была торжественно принесена крестным ходом в Кострому и поставлена в соборном храме во имя великомученика Феодора Стратилата, после чего и стала именоваться Феодоровской.
В память явления чудотворной Феодоровской иконы было установлено празднование, совершаемое 16/29 августа и традиционно сопровождаемое в Костроме общегородским крестным ходом из кафедрального собора к храму Спаса-на-Запрудне (воздвигнутому на месте явления святыни). Эта традиция, насильственно прерванная в ХХ веке, возрождена в 1990 году.
14 марта (по старому стилю) 1613 года в костромском Свято-Троицком Ипатьевском мужском монастыре Михаил Феодорович Романов перед ликом чудотворной Феодоровской иконы принял избрание его Земским собором на престол государства Российского. По летописным свидетельствам, посланцы собора, представлявшие все сословия земли Русской, много часов просили Михаила Феодоровича и его мать, великую инокиню Марфу Иоанновну, принять соборное определение; согласие было получено лишь после обращения возглавлявшего посольство архиепископа Рязанского и Муромского Феодорита, призвавшего юного Михаила и его родительницу преклониться перед волей Божией. У чудотворного Феодоровского образа Пресвятой Богородицы Михаил Феодорович Романов принес обеты верности Отечеству, Православной Церкви и русскому народу. Со времени этого события, явившегося началом преодоления Великой смуты, Феодоровский образ Божией Матери и Свято-Троицкий Ипатьевский мужской монастырь града Костромы стали особо чтимыми святынями царственного дома Романовых, а в память о призвании Михаила Феодоровича на царство было установлено еще одно празднование иконе – 14/27 марта.
Со второй половины XVIII столетия многие члены царской семьи (в том числе все российские императоры, начиная с Николая I) считали своим долгом посетить Кострому – «колыбель дома Романовых» – и поклониться чудотворной Феодоровской иконе Пресвятой Богородицы. В 1913 году, в ходе общегосударственного празднования 300-летия дома Романовых, Кострому посетили святые царственные страстотерпцы – последний русский император Николай Александрович и его августейшая семья. Особое почитание чудотворного образа Божией Матери династией Романовых нашло свое выражение в постройке в Царском Селе Феодоровского городка с храмом во имя чудотворной Феодоровской иконы Божией Матери, а также в том, что переходившие из инославия в православную веру невесты членов царской семьи брали себе отчество «Феодоровна».
В годы гонений на Церковь в ХХ столетии чудотворная Феодоровская икона Пресвятой Богородицы не покинула храмовых стен, сохранилась как церковная святыня (учитывая духовно-культурную ценность и значимость иконы для Православия, этот случай является уникальным в новейшей истории Русской Православной Церкви). С 1991 года чудотворный образ хранится в Богоявленско-Анастасиином кафедральном соборе Костромы. Также с 1991 года ведется летопись современных чудес, совершающихся по молитвам у Феодоровской иконы; к настоящему времени таких событий зафиксировано более 100.
Чудотворная Феодоровская икона Божией Матери с давних времен почитается православным народом как покровительствующая семейному благополучию, рождению и воспитанию детей, помогающая в трудных родах.
По благословению Предстоятеля Русской Православной Церкви Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II в 2001-2004 годах Феодоровская икона Пресвятой Богородицы приносилась для поклонения верующих в Москву и Санкт-Петербург, Екатеринбург и Архангельск, на Соловецкие острова, в Нижний Новгород и Казань, Тверь и Киев, посетила многие города Украины.
29 августа 2002 года Божественную литургию и общегородской крестный ход (в котором приняли участие более 40 тысяч костромичей) в день празднования явления чудотворной Феодоровской иконы Божией Матери в ходе своего визита в Кострому впервые в истории возглавил Предстоятель Русской Православной Церкви Святейший Патриарх Московский и всея Руси Алексий II.  
В 1891 году московскими мастерами на добровольные пожертвования костромичей и жителей других областей России, при личном участии императора Александра III, для Феодоровской иконы Божией Матери была изготовлена золотая риза, украшенная драгоценными камнями, которые были собраны со всех концов России. Высокая художественная ценность ризы позволяла считать ее одним из выдающихся произведений ювелирного искусства ХIХ века.
В марте 1922 года подкомиссией Губернской комиссии по изъятию церковных ценностей риза была снята с Феодоровский иконы и увезена в неизвестном направлении.
В ответ на многочисленные пожелания костромичей и  паломников, притекающих со всего мира к чудотворному образу Царицы Небесной, Костромская епархия, по благословению Предстоятеля Русской Православной Церкви Святейшего Патриарха Московского и всея Руси Алексия II, приступила к сбору средств и разработке проекта по воссозданию драгоценного оклада для Феодоровской иконы Божией Матери.