Un año después de su fundación Cosworth construye su primer motor, basado en el del Ford Anglia 105E de 997 cm³ y 75 CV pero modificándolo hasta alcanzar 115 CV. Participa por primera vez en una carrera en 1960. El piloto era un joven y prometedor Jim Clark; el coche un Lotus 18. Esta primera carrera fue también su primera victoria. Llegar y vencer sería algo normal para Cosworth desde entonces. El primer motor Cosworth domina durante 1964 y 1965 la F2 británica. Estos triunfos coinciden con el traslado de sus instalaciones a Northampton, sitio donde —tras haber ido modernizándose periódicamente— aún permanecen.

Desde los inicios de Cosworth existe una estrecha colaboración con la compañía norteamericana Ford. Fruto de esta cooperación fue la primera victoria en la Fórmula 1 en el Gran Premio de Holanda de 1967: un Lotus 49 conducido por Jim Clark y propulsado por el motor DFV —Double Four Valves— consiguió vencer en su primera participación.

Parte de este triunfo fue debido a un revolucionario concepto técnico que aún perdura en nuestros días: la utilización del motor como parte de la estructura del coche, y no como un elemento añadido a ella.

Desde entonces, pilotos como Graham Hill (padre de Damon Hill), Jackie Stewart, Jochen Rindt, Emerson Fittipaldi, Mario Andretti, Nelson Piquet o Michael Shumacher han conseguido el Campeonato del Mundo de F1 pilotando un monoplaza equipado con motor Cosworth. El Cosworth DFV y la variante DFY ganaron 155 carreras de Fórmula 1 desde entonces, la última con Tyrrel y Michelle Alboreto en 1983.

Mientras tanto, al otro lado del Atlántico, la empresa británica consigue ganar todos los campeonatos de la Fórmula IndyCar desde 1.976 hasta 1.989, utilizando el motor DFX. Además en 1.977 crea Cosworth Inc. —con sede en California— para poder satisfacer las demandas y necesidades del mercado americano.

Pero no sólo obtuvieron logros destacables en circuito, también el Mundial de rallyes ha visto ganar diversos vehículos propulsados por Cosworth. Los Escort RS1600 y RS1800 consiguieron el título mundial de 1.979 y 21 victorias.

Hasta la aparición del Sierra RS Cosworth Grupo A, no volvió Cosworth al Mundial de Rallyes; este fue el coche con el que Carlos Sainz inició su participación en el Campeonato del Mundo. La version de tracción total ganó el Rally de Corcega Corcega en 1988 con Didier Auriol. Cuando Ford cambió el Sierra por los Escrot Escort RS WRC logró 10 triunfos en el Campeonato del mundo. Actualmente el Focus WRC, que pilotan el español Carlos Sainz y el escocés Collin McRae, se mantiene como uno de los principales aspirantes al campeonato.

En carreras de resistencia, Cosworth ha ganado las 24 Horas de Le Mans en 1974 con Mirage y una versión derivada del V8 DFV del Fórmula 1. En 1991, Jaguar gana el Campeonato del Mundo de Sport con motores Cosworth.

En turismos Cosworth ha ganado con un Calibra en el ITC de 1996 y en la Copa del Mundo de Turismos con un Mondeo V6 en 1993 y 1994.

Actualmente Cosworth está presente en Fórmula 1 a través del equipo Jaguar y en el Mundial de Rallyes con los Focus WRC que pilotan McRae y Sainz.