Вскоре Косма был уже в знаменитой древней северной обители, разместившейся на сорока двух островах, где, несмотря на сильное обмирщение монашеской жизни, многие насельники сохраняли древний дух иночества.
«После смерти родителей по наклонности к духовной жизни я поступил в 1910 г. на служение Богу в Валаамскую обитель», — писал о себе старец Косма.
Как только он вступил на валаамскую землю, к нему подбежал знакомый странник, очень худой, босой и радостно воскликнул: «А, Кузьма приехал! Я давно тебя ждал. Ты будешь помощником архиерея, будешь носить митру». И скрылся.
С большим смирением совершал Косма свой подвижнический, послушнический путь: он учился токарному делу по дереву и металлу, трудился в позолотной мастерской, в гостинице, потом стал келейником игумена монастыря старца Маврикия (Баранова) (1839–1918).
Отец Маврикий, кроткий и смиренный старец, ходил в простой, уже поношенной рясе, так что встречавшиеся с ним паломники не всегда признавали в нем игумена. Его игуменские покои состояли из трех маленьких низких сводчатых комнаток, очень скромно обставленных. «Освободившись от приемов и канцелярской переписки, — писал об о. Маврикии митрополит Антоний — он принимался за общебратские послушания: чистку картофеля, укладку дров, сенокос и т. п., ездил он всегда в третьем классе, даже тогда, когда ему вручали билет второго класса. В бане он мылся вместе с простыми послушниками, и когда один новоначальный, не узнав в лицо обнаженного настоятеля, окрикнул его:"Чего ты, старик, забрал две шайки?" — он ласково сказал:"Ну, бери, Бог с тобой…"Он отменил все преимущества своего положения — довольствовался братской пищей, одеждой и пр.
Он жил своим внутренним миром, но не был чужд участия и любви к ближним, что выражалось не только в его радушном и ласковом обращении со всеми, но еще более в его чрезвычайно продолжительных молитвах в церкви и келье, во время которых он перечитывал бесконечные поминания с именами братии обители и всех знаемых им. От молитвенного стояния ноги его ниже колен были совершенно темные, почти черные, они и свели его в могилу.
Надпись на надгробной плите игумена Маврикия гласит:"Он управлял обителью десять лет и всем являл собой пример смирения, простоты, неустанного молитвенного подвига, многих трудов и сердечной отзывчивости"».
Косма был послан в самое суетное место монастыря — гостиницу. На праздники в обитель приезжало много народу — «что каша крутая» — около четырех тысяч. Принимающие паломников монахигостинники, несравненные терпеливцы, выслушивали тысячи разнообразных просьб, жалоб, расспросов и всем служили с любовью. Они были здесь пастырями всего этого алчущего и жаждущего стада.
Служение паломникам было особенно по душе Косме, ибо соответствовало его натуре. Любовь к этому служению он пронес через всю свою жизнь, оно было прообразом его выхода в мир и его старческого служения в нем.
На Валааме закладывалась основа духовной жизни Космы, здесь он, порученный старцу, самому игумену монастыря Маврикию, приобщился к живому опыту валаамских подвижников.
Из монастыря — в мир
Господь вывел Косму из монастыря в мир, в пекло начавшейся первой мировой войны. Он был мобилизован 2 апреля 1915 года. В списке лиц, выбывших из монастыря при мобилизации 1914–1915 годов, хранящемся в Петрозаводском архиве в фонде Валаамского монастыря, под номером тридцать восьмым записан послушникбогомолец Кузьма Смирнов.
Послушник Косма, как и большинство призванных из монастыря, покинул любимый Валаам навсегда. Возвратившись из армии в 1918 году и приехав в Петроград, он не мог вернуться на Валаам из‑за полного разобщения обители с Россией.
Косма поступил на Валаамское подворье, что на Калашниковской пристани у храма Бориса и Глеба, где проживал до призвания его на келейное послушание к епископу Илариону (Бельскому).
15 марта 1924 года епископ Каргопольский Иларион лично постриг Косму в монашеский чин в подворьевской часовне с наречением имени Кирилл в честь преподобного Кирилла Челмогорского (память его 8/21 декабря) и взял его с собой в Олонецкую епархию.