El col·legi fou fundat el 1855 per tres persones inicialment relacionades amb els Escolapis: el prevere Ermengol Coll de Valldemia (també referenciat com Hermenegildo Coll) de qui rep el nom l'escola, juntament amb Pelegrí Ferrer (primer ideòleg del projecte) i Ramon Cuspinera. El nom inicial fou «Colegio de Cataluña», i estava situat a la masia de Can Miralpeix.
L'escola es definia amb l'objectiu de promoure una educació moderna i cristiana. A partir de 1858 fou conegut com a «Col·legi de Valldemia» o «Colegio de Valldemia». El 25 de juliol de 1888 en fou assumida la seva direcció pels Germans Maristes, que ja s'havien establert prèviament a Mataró l'any 1887 al Col·legi Sagrat Cor del carrer Sant Josep. Segueixen regentant-lo actualment.
Des de l'any 2012, el nom oficial del col·legi és "Maristes Valldemia".
L'escola va obtenir reconeixement internacional a les Exposicions Universals de París de 1878 i de 1900, on va rebre la "Medaille d'or" en ambdues ocasions, en premi a la qualitat educativa.
Durant els convulsos anys de la Guerra Civil Espanyola, Valldemia es va convertir en hospital i banc de sang. Testimoni dels fets de la contesa, i l'esperit polític i social que va acompanyar la postguerra, al primer pis de l'escala principal de l'edifici, en el mur que la separa del cor de la capella, hi ha unes pintures murals obra de l'antic alumne osonenc Felip Vall i Verdaguer.Juntament amb una làpida de marbre i una creu, fan honor dels Germans Maristes i alguns alumnes morts en aquell conflicte armat.
