Po raz pierwszy zaprezentowany w 1964r, wprowadzony do sprzedaży w 1967 i produkowany ręcznie aż do 1972. Powstawał tylko jeden egzemplarz dziennie, co ma odzwierciedlenie w liczbie tych aut, które wyjechały z fabryki - 1519 szt. Nazwa 110S jest nawiązaniem do mocy, jaką generował silnik w pierwszym roku produkcji - 110 koni mechanicznych. Pozwalało to na sprint do setki poniżej 9s i osiągnięcie prędkości maksymalnej niemal 190km/h. Po roku produkcji zmodyfikowano silnik, którego moc wzrosła o 20 koni. Modele o zwiększonej mocy zalicza się do serii II pierwszej generacji Mazdy Cosmo.

Zastosowany po raz pierwszy w tym modelu silnik wankla był owocem współpracy pomiędzy Kenichi Yamamoto (szefem działu innowacji) a Felixem Wanklem (niemieckim konstruktorem). Yamamoto był pod tak wielkim wrażeniem inowacyjnej koncepcji silnika opracowanego przez człowieka, który nawet nie skończył studiów, że w 1961r postanowił odkupić patent na taki silnik.  Po trzech latach pracy nad ulepszeniem konstrukcji, silnik był gotowy do masowej produkcji. Odznaczał się on wysoką mocą w przeliczeniu na litr pojemności, mniejszymi drganiami oraz lekkością konstrukcji.
Model Cosmo był kamieniem milowym w historii marki Mazda - w późniejszych latach  silnik wankla znalazł zastosowanie w ponad 2 milionach aut koncernu Mazda.