In fondo al centrale corso Vittorio Emanuele, sorge il Santuario dei SS. Cosma e Damiano, realizzato con eleganti forme rinascimentali da Antonio Curri nel corso del XVIII secolo. Il complesso richiama le forme stilistiche dei vicini trulliche, nella simmetria della sua struttura architettonica di memoria rinascimentale, e risale al 1609. In quel luogo sorgeva in precedenza una chiesetta rurale già dedicata alla Madonna delle Grazie.
Solo nel 1635 il Santuario ha acquisito il quadro della Madonna di Loreto sull’altare maggiore con ai lati i SS. Cosma e Damiano, e solo dal 1636 in poi si è tenuta la solenne festa religiosa. In occasione dell’istituzione del comune regio, nel 1797, furono concessa la fonte battesimale e fu assegnato un curato. Dopo attente ricerche nella capitale, nel 1803 si ottennero le reliquie del braccio di S. Cosmo e del cranio di S. Damiano. Nel 1814 divenne parrocchia e nel 1820 furono donate due campane.
La prima chiesa dedicata ai Santi Medici è del 1609, quando si riscontrano ad Alberobello le prime attestazioni devozionali per i due santi. I conti Acquaviva di Conversano, feudatari del luogo, importarono il culto portando un quadro raffigurante la Madonna di Loreto e i due Santi Medici. La chiesa fu più volte ampliata, sino al 1725. Il principale ampliamento, tuttavia, con la costruzione su 4 pilastri della crociera e degli altari con il coro, è del 1795. Ai lati dell’edificio sono sorti il campanile, non completato, ed una sacrestia, denominata il “Moro”, dal primo sacrestano di colore che vi abitò.
Molto pregiata è la raffigurazione del Rollo di Gesù crocifisso tra la Madre, San Giovanni, i Santi Pietro e Paolo, Cosma e Damiano, nella lunetta del portico. Di particolare interesse sono gli affreschi dell’abside con la rappresentazione del martirio dei santi e l’ascesa in Paradiso, del pittore locale Francesco De Biase.