Основа иконы состоит из одной доски и имеет две торцовые шпонки. Оборот закрытой бархатной «сорочкой» бордового цвета. Изображение Богоматери с Младенцем выполнено в технике масляной живописи и покрыто толстым слоем глянцевого лака. С лицевой стороны икону закрывает серебряный позолоченный оклад с эмалью. Оклад состоит из семи частей: средника с полями, двойного нимба, четырех угловых накладок и накладки с надписью названия иконы. Накладки имеют сложный геометрический орнамент и украшены многоцветной эмалью: белого, синего, бирюзового, голубого и красного цвета. На каждой детали оклада есть пробирные клейма: «СГ», «84» — проба металла, святой Георгий на коне — герб Москвы.
Икона «Богоматерь Козелыцанская» полностью соответствует канону Русской Православной Церкви. Образ данного извода Богоматери является крайне редким. Данная икона хороший образец русской иконописи и прикладного искусства конца ХIХ века. Иконы подокладницы в серебряных окладах с эмалями стали особенно популярными с появлением «русского модерна» в иконописи во второй половине XIX века. Они высоко ценились у состоятельных владельцев и коллекционеров, которые их приобретали. Представленная икона изготовлена в московских иконописных и серебряных изделий мастерских. Работа выполнена на высоком профессиональном уровне. Икона и оклад сделаны одновременно на заказ после 1881 года, когда, по легенде, подлинная чудотворная икона с изображением «Богоматерь Козельщанская» была в Москве и от нее происходили чудесные исцеления болящих.
Точных сведений о происхождении иконы нет. Существуют две версии ранней истории образа. Наиболее известна версия, являющаяся фамильным преданием графов Капнистов (XIX век), которые были владельцами деревни Козелыцина Кобелякского уезда Полтавской губернии (ныне поселок Козелыцина на Украине). Согласно этому преданию, сначала икона принадлежала жене запорожского войскового писаря Сиромахи, которая была фрейлиной-итальянкой российской императрицы (возможно, Елизаветы Петровны) в XVIII веке. В фамильном предании Капнистов указывалось, что в семействе Павла Козельского, который происходил по своей матери из рода Сиромахи и который был владельцем деревни Козелыцина более чем за 20 лет до Капнистов, всегда существовало предание, «что чтимый в настоящее время образ Божией Матери принадлежал жене Сиромахи». В XIX веке икона стала семейной святыней графов Капнистов. Упоминание итальянского рода фрейлины стало одним из оснований для того, чтобы считать, что икона имеет итальянское происхождение. Около 1880-х годов икона была украшена серебряной массивной ризой.
От Павла Козельского известна другая версия возникновения иконы, которую услышал около 1863 года дворянин В. Ган. Козельский сообщил, что икону в начале XIX века ему прислала из Херсонской губернии в Козельщину мать Прасковья Дмитриевна. Также Козельский передал историю иконы, согласно которой, во время похода казаков на Константинополь в 1624 году один из запорожских казаков привез икону из Софийского собора, когда ворвался в него вместе с другими казаками и в пылу битвы нечаянно рукою наткнулся на висевшую на стене икону и завладел ею. Однако по мнению редактора Православной энциклопедии искусствоведа Эллы Шевченко и протоиерея Георгия Бруско, обе версии имеют легендарный характер. По их мнению, деревянная основа, композиция и стилистические особенности иконы близки к исполнению Богородичных образов XVIII — начала XIX века.
Икона прославилась в связи с исцелением 21 февраля (5 марта) 1881 года по молитве перед ней графини Марии, дочери графа Владимира Капниста, страдавшей с 1880 года от болезни ноги, а затем и всего тела. Перед поездкой к врачам в Москву Мария обратилась с молитвой к Богородице и по семейной традиции почистила её ризу. По словам самой Марии Владимировны, она сразу после молитвы почувствовала облегчение и приехала в Москву к врачам совершенно здоровой. Также в Москве от иконы произошло ещё несколько исцелений. Когда семья возвратилась домой в Козельщину, вся окрестность уже знала об исцелениях от Козельщанской иконы, совершившихся в Москве, и многие собрались для поклонения образу. Так как хранить икону в доме уже не было возможности, то 23 апреля 1881 года она была перенесена в специально устроенную временную часовню.
В 1882 году для иконы была построена церковь. При ней в 1885 году была основана женская община, преобразованная 17 февраля (1 марта) 1891 года в Козельщанский Рождества Богородицы монастырь. Икона хранилась в монастыре до его закрытия в 1929 году. Затем икону спрятали монахини. 23 февраля 1993 года икона вернулась во вновь открытый Козельщанский монастырь.