Niccolo I. Gattilusio (auch Niccolo Gattilusio) (* vermutlich um 1330; † 1409) war von 1376 bis 1409 der erste Herr von Ainos.

Er entstammte der angesehenen genuesischen Patrizierfamilie Gattilusio und war der jüngere Bruder des Archon Francesco I. Gattilusio von Lesbos.

Nachdem sein Bruder 1355 von Kaiser Johannes V. von Byzanz die Herrschaft Lesbos als dank für seine Waffenhilfe erhalten hatte, profitierten die Gattilusio von der progenuesischen Politik der byzantinischen Kaiser. Besonders mit Beginn der Herrschaft von Kaiser Andronikos IV. gewannen die Gattilusio an Einfluss Francesco I. brachte 1376 die Stadt Ainos am Fluss Maritza in Thrakien unter seine Kontrolle und überließ sie der Herrschaft seines Bruders Niccolo, der die sogenannte „Jüngere Linie Gattilusio“ begründete. Niccolo I. festigte bis 1379 seine Herrschaft und erreichte die Anerkennung durch den byzantinischen Kaiser als Herr von Ainos.

Nach dem Tod seines Bruders Francesco I. während eines Erdbebens im Jahr 1384 unterstützte Niccolo I. dessen minderjährigen Sohn Jacopo, genannt Francesco II., bis 1387 bei dessen Regentschaft als neuer Archon von Lesbos. Von 1403 bis 1408 war Niccolo I. der Vormund des ebenfalls minderjährigen Archon Jacopo Gattilusio von Lesbos.

Da Niccolo kinderlos war, bestimmte er Palamede Gattilusio, einen Enkel seines Bruders Francesco I. Gattilusio, zum Erben. Nach Niccolo’s Tod im Jahr 1409 folgte ihm Palamede als Herr von Ainos.