Местное почитание игумена началось вскоре после его кончины, о чём свидетельствует литературная «Повесть о видении кузнецу Дорофею». В 1581 г., во время осады Пскова Стефаном Баторием, пскович Дорофей видел, как от Печерского монастыря к Пскову шествовала Богородица вместе с преподобным Антонием Киево-Печерским и Корнилием. Богородица призвала святых, погребённых в Троицком соборе, и все вместе они молились за спасение города. Повесть о видении Дорофея была широко распространена как в отдельных списках, так и в составе «Повести о Псково-Печерском» монастыре 1580 гг., в редакциях XVII в., а также в составе «Повести о прихожении Стефана Батория на град Псков» в редакциях XVII в. (опубликовано: Малышев В.И. «Повесть о прихожении Стефана Батория на град Псков. М.; Л., 1952 г.; «Библиотека литературы Древней Руси», том 13). В 1690 г. митрополит Псковский и Изборский Маркелл перенёс мощи Корнилия из пещеры в Успенский собор и положил в новой гробнице в стене: об этом событии повествуется в «Сказании о перенесении мощей Корнилия» (Исторический музей). Память Корнилия указана в «Описании о российских святых». В рукописях XVIII в. исследователи встречают канон святым Антонию и Феодосию Киево-Печерским, в девятой песни которого читаются стихиры святым Ионе и Корнилию Псково-Печерским, а также чудотворной иконе Успения Пресвятой Богородицы (Российская государственная библиотека; Российский государственный архив древних актов). 17 декабря 1872 г. мощи преподобного переложили в медную раку, а в 1892 г. была изготовлена новая, богато декорированная рака. В общероссийские святцы имя Корнилия включено в начале XX в. В 1930–1931 гг. диакон Пётр Орец составил службу святому (новая редакция написана в 1962 г.), на её основе создана современная служба. Акафист преподобномученику Корнилию был опубликован в 1942 г. В 1986 г. в Никольском храме освящён придел во имя преподобномученика Корнилия. Канонизация святого подтверждена включением его имени в Собор Псковских святых, установленный в 1987 г., и в Собор преподобных отцов Псково-Печерских, учреждённый в 1996 г.