Местное почитание святого установилось, по мнению исследователей, сразу после его преставления. 28 июля 1701 г. у гроба Корнилия прозрела дочь переславского купца Ксения Теголева, глаза которой помазали елеем из лампады, висевшей над гробом святого. Мощи Корнилия были обретены через девять лет после его преставления при строительстве каменного собора в честь Смоленской иконы Божьей Матери. Согласно повести «О обретении мощей», 29 июня 1705 г., в день освящения Смоленского храма, Димитрий Савич (Туптало) освидетельствовал мощи Корнилия: «Мощи же его вси быша целы, и одежда его на нём, и тлению ничто же прикоснуся» (однако в донесении Переславской консистории Святейшему Синоду 1745–1746 гг. об участии Димитрия (Туптало) в обретении мощей Корнилия не упоминается). Тогда же была допрошена Ксения Теголева, рассказ записал её родной брат Василий. Мощи Корнилия переложили в резной кипарисовый гроб и поставили в новом храме за левым клиросом. Димитрий (Савич) написал тропарь, кондак и молитву святому. Игумен Варлаам (Высоцкий) благословил вести записи о посмертных чудесах святого. При гробе Корнилия служили панихиды, по молитвам святому исцелялись бесноватые, слепые. Некий солдат Венедикт, перевозивший казённые деньги из Архангельска в Москву, сильно страдал от болезни правого глаза. Остановившись на ночлег в Ямской слободе, в трёх верстах от Переславля-Залесского, он услышал рассказ о Корнилии. Помолившись святому, солдат получил исцеление. По его просьбе жительница слободы поставила свечу у гроба преподобного и рассказала о чуде, которое 6 марта 1717 г. записали в монастырскую книгу. Из соседних уездов к раке святого приносили больных младенцев. В 1714 г. была написана первая икона преподобного. В «Сводном иконописном подлиннике» Георгия Дмитриевича Филимонова описание образа Корнилия помещено под 2 августа. Память «Корнилия затворника Борисоглебского монастыря» без указания дня празднования содержится в «Описании о российских святых». 10 февраля 1722 г. по доносу протоинквизитора иеродиакона Пафнутия в Переславле-Залесском начала работу комиссия Синода, в результате мощи Корнилия признали не нетленными и погребли, раку над ними сломали. 15 марта 1722 г. последовал указ Синода, в котором осуждались выявленные в переславских монастырях факты почитания несвидетельствованных мощей. В 1764 г. в ходе реформы о штатах Борисоглебский монастырь был упразднён, а Смоленский храм обращён в приходскую церковь. В 1818 г. стараниями настоятеля храма священника И.Ф. Ремезова над ракой святого устроили сень, которую поддерживали резные фигуры ангелов. На гробнице находилась икона Корнилия, здесь же хранились чётки, принадлежавшие преподобному. Смоленская церковь была закрыта в конце 1930 гг. и использовалась под хозяйственные нужды. До середины 1970 гг. в церковной трапезной и кельях проживали горожане Переславля-Залесского. В конце 1980 гг. здание церкви частично обрушилось. В 1994 г. могила Корнилия была вскрыта неизвестными злоумышленниками, которые разбросали св. мощи. Их собрали местные жители и передали в возобновлённый переславский Никитский мужской монастырь. 4 августа 2000 г., в день памяти преподобного, мощи святого торжественно, крестным ходом были перенесены в Никольскую женскую обитель, к которой к тому времени был приписан Смоленский храм. Канонизация святого подтверждена включением его имени в состав Собора Ростово-Ярославских святых, установленного в 1964 г.