Il 6 dicembre [[2017]], risolto il contratto che lo legava al Trapani ancora per sei mesi, subentra a [[Fulvio Fiorin]] sulla panchina dell'{{Calcio Ascoli|N}}, ultimo in Serie B con 10 punti, con un contratto fino al 30 giugno [[2018]] con rinnovo automatico per un anno in caso di salvezza; qui il suo vice è [[Fabio Bazzani]], suo giocatore ai tempi dell'[[Arezzo]], del [[Perugia]] e del [[Brescia]].<ref>{{cita news|url=http://www.ascolipicchio.com/index.php/news/dettaglio/serse-cosmi-e-il-nuovo-tecnico-dellascoli|titolo=Serse Cosmi è il nuovo tecnico dell'Ascoli|sito=ascolipicchio.com|data=6 dicembre 2017}}</ref> Al debutto pareggia per 1-1 in casa contro l'[[Virtus Entella|Entella]]. e, dopoDopo altri due pareggi, la sua prima vittoria arriva il 28 dicembre in trasferta contro il suo ex [[Brescia Calcio|Brescia]] (0-1). Con 46 punti finali, di cui 32 conquistati nelle 25 partite sotto la sua gestione, porta l'Ascoli dall'ultimo posto al 18°, disputandoaccedendo iai play-out proprio contro l'Entella (19° con 44 punti), sulla quale Cosmi è riuscito a recuperare 12 punti:punt. conCon due 0-0 riusciràtra andata e ritorno riesce a salvare i bianconeri dalla C.
