Козимо любил изящную словесность и покровительствовал ей; в 1541 году он основал Флорентийскую академию, которую называл своей любимой и благословенной академией: там надлежало читать и комментировать Данте и Петрарку. Вначале академия заседала во дворце на Виа Ларга; затем, желая предоставить ей большую свободу и удобства, Козимо отдал в ее распоряжение зал Большого Совета в Палаццо Веккьо, сделавшийся после падения Республики ненужным.
Пизанский университет, в свое время пользовавшийся покровительством Лоренцо Медичи, стяжал тогда определенную известность, но, оставленный в небрежении наследниками Лоренцо Великолепного, закрылся; Козимо снова открыл университет и дал ему значительные привилегии, чтобы обеспечить его существование; кроме того, он основал при этом университете школу, где сорок юношей, выказавших способности к наукам и происходивших из бедных семей, могли бы получать образование на личные средства герцога.
Он приказал привести в порядок и предоставить в распоряжение ученых все рукописи и книги библиотеки Лауренциана, которую начал собирать еще папа Климент VII.
Он обеспечил существование университетов во Флоренции и Сиене, учредив особый фонд для их поддержки.
Он открыл типографию, выписал из Германии Лоренцо Торрентино и заказал ему все издания, которые теперь носят имя этого знаменитого печатника.
Он приютил во Флоренции скитальца Паоло Джовио, а также изгнанника Шипьоне Аммирато; первый из них умер при герцогском дворе, и Козимо заказал для него надгробие с его статуей.
Он хотел, чтобы каждый, кто владел пером, писал свободно, сообразно своему вкусу, своим взглядам и дарованиям, и настолько вдохновил следовать этим путем Бенедетто Варки, Филиппо деи Нерли, Винченцо Боргини и многих других, что из одних только томов, посвященных ему в знак благодарности историками, поэтами и учеными его времени, можно было бы составить целую библиотеку.
Наконец, он добился, чтобы «Декамерон» Боккаччо, запрещенный Тридентским собором, был снова просмотрен папой Пием V, который умер, не успев завершить эту работу, а затем Григорием XIII, его преемником: великолепное издание 1573 года явилось итогом папской цензуры. Козимо добивался также отмены запрета на сочинения Макиавелли, однако умер, так и не дождавшись этого.
Козимо был знаток и ценитель искусства, и не его вина, что эру великих художников он застал лишь на исходе: из плеяды гениев, воссиявшей в годы правлений Юлия II и Льва X, оставался один Микеланджело.
