Cosima Niehaus est une brillante étudiante en microbiologie et en biologie évolutive du développement à l'Université du Minnesota. Elle est originaire de San Francisco, en Californie. C'est elle qui centralisera au début toute l'enquête sur les clones. Son chemin va croiser celui de Delphine Cormier, étudiante française. Elles vont tomber amoureuses l'une de l'autre. Mais très vite, Cosima découvre le pot au rose : Delphine est en réalité l'assistante du professeur Aldous Leekie. Leur rencontre n'était qu'une supercherie visant à introduire Delphine dans la vie de Cosima dans le but de l'espionner (contrôleur). Pour autant, Cosima ne peut se résoudre à quitter Delphine qui éprouve des sentiments sincères à son égard.

Tout comme Katja Obinger, Cosima découvre qu'elle souffre d'une maladie respiratoire qui peut lui être fatale. Seules les cellules souches de la moelle osseuse de Kira peuvent potentiellement la guérir. Car la maladie n'est autre qu'une anomalie auto-immune non intentionnelle liée à sa stérilité. Cosima trouve le génome écrit dans un livre (L'Île du Dr Moreau de H.G. Wells, un choix hautement symbolique), qu'Ethan a offert à Kira, lui donnant une chance de vivre.

À la suite de la mort de Leekie, Delphine obtient une promotion et remplace Rachel. Consciente de l'incompatibilité entre ses nouvelles responsabilités et son amour pour Cosima, elle fait le choix de la quitter. Cosima fait alors la rencontre sur internet de Shay que Delphine va vite soupçonner d'espionnage. Malgré leur rupture, Cosima et Delphine ne parviennent pas à s'éloigner l'une de l'autre.

Cosima, peut-être par son anticonformisme marqué, est proche de Sarah. Toutes deux sont des marginales, éloignées de l'apparente stabilité familiale d'Alison.

Ce personnage est librement inspiré de Cosima Herter, consultante scientifique, qui a étudié à l'Université du Minnesota, et qui travaille sur l'histoire et la philosophie de la biologie.