Некогда центр Европейской России был покрыт девственной южной тайгой. Но уже к началу ХХ века под воздействием человека многовековые тёмнохвойные леса на огромных пространствах заменились вторичными комплексами. Так на лесных территориях, вошедших сегодня в заповедник, до 1917 года и позднее, рубки производились только выборочным способом.
На некоторых участках лес не рубился никогда, что позволило сохранить здесь таёжные массивы в естественном состоянии. К 1950 годам подобные наиболее крупные массивы сохранились именно в Костромской области, а некоторые участки, которые вошли в новый заповедник, остались в неизменном состоянии и до наших дней.
Вопрос о заповедовании этих территорий поднимался более 70-ти лет назад, ещё в 1930-х годах. А целенаправленная деятельность по созданию заповедника начинается с 1957 года. С этого времени и до наших дней природоохранная активность, связанная с сохранившимися коренными лесами южной тайги Костромской области, практически не прекращалась.
Существенную роль в обосновании необходимости создания заповедника, подтверждении ранее сформулированных аргументов, сыграл костромской лесовод А.В. Письмеров в 70-90 годы ХХ века. Свои идеи о необходимости скорейшего создания заповедника учёный обосновывал «…необходимостью сохранения… и возрождения таежной биоты, всего таежного биоразнообразия коренных таежных лесов с их травяным покровом, зверями, птицами и рыбами».
Письмеров считал, что создание заповедника позволит сохранить остатки первобытных темнохвойных лесов. Он также подтвердил, что ель Кологривского леса «…не что иное как естественный гибрид двух видов (елей), которые движутся навстречу друг другу, с Запада — европейская и с Востока — сибирская». Гибридизацией ели, речь идёт о гибриде picea x fenica, объясняются её гигантские размеры — до 50 м в высоту, около метра в диаметре, а объем древесины — около 10 кубометров в одном дереве.
А.В. Письмеров предлагал заповедовать участок темнохвойной тайги общей площадью около 60 тысяч гектаров примерно там же, где в 1960-е годы проектировался южно-таёжный заповедник. Также важно, что А.В Письмеров фактически был первым, кто чётко сформулировал необходимость создания заповедника на двух участках: «…Еще необходимо сказать, что в дополнение к еловым лесам необходимо добавить участки стаpовозpастных сосновых лесов с лиственницей сибирской, которые сохранились в древней пойме Унжи (имеются ввиду террасы и долинные зандры)… Такому заповедному режиму следует удостоить и дpемучие Кологривские ельники и Пpиунженские светлохвойные леса с клюквеносными болотами».
Новейшая история заповедника под названием «Кологривский лес» началась в апреле 1990 года. В 1999-2000 годах под руководством специалиста лесного дела М.Г. Синицына, при участии зоологов и лесоводов нашей страны и Нидерландов был спроектирован заповедник на территории в 59 тысяч гектаров с Кологривским массивом леса в середине и охранной зоной вокруг. Открытие заповедника состоялось 14 февраля 2006 года.