Bazele Colegiului Național „Nicu Gane” din Fălticeni au fost puse în ziua de 2 noiembrie 1870, prin înființarea gimnaziului „Alexandru Ioan I”. Din cauza contextului politic de la acea vreme, gimnaziul își va schimba numele în anul 1892, devenind gimnaziul „Alecu Doinici”. Tot în același an, gimnaziul se mută în localul propriu de pe strada Sucevei.
În anul 1923 gimnaziul este ridicat la rang de liceu și este redenumit, primind numele scriitorului Nicu Gane. În perioada comunistă, liceul a suferit câteva schimbări de nume și de organizare. Astfel, acesta s-a numit pe rând: „Liceul de băieți Fălticeni”, „ Școala Medie nr. 1”, „Liceul nr. 1”, urmând ca în anii ‘70 să revină la denumirea de „Liceul Nicu Gane”. Din 1977, acesta devine liceu industrial prin înființarea claselor de matematică-fizică și ale celor cu profil mecanic.
În 1990 se ajunge la forma din prezent, cea de liceu teoretic, iar în 1999 primește distincția de colegiu național, devenind astfel Colegiul Național „Nicu Gane”.
Totodată, liceul beneficiază de o bibliotecă, înființată în 1893, și câteva laboratoare și cabinete, dintre care amintim laboratorul de fizică înființat de către profesorul Constantin Popa în 1964.
În perioada 2-6 noiembrie 2020, Colegiul a sărbătorit împlinirea a 150 de ani de la înființare prin desfășurarea unor evenimente culturale, printre care se numără dezvelirea unei plăci comemorative.
La acest liceu au studiat personalități marcante ale culturii românești, precum Mihail Sadoveanu, Eugen Lovinescu, Horia Lovinescu, Anton Holban, Vasile Ciurea Nicolae Labiș, Constantin Cioporaga, Grigore Ilisei, Elena Ștefoi, Ion Irimescu, Mihai Băcescu, Grigore Vasiliu-Birlic, Jules Cazaban și nu numai.