Название переводится с башкирского как «верхняя ложбина». Основано в 1754 году в связи со строительством Верхнего Авзяно-Петровского чугуноплавильного завода на реке Большой Авзян. В 1760 году завод перешёл к Евдокиму Демидову. В период Крестьянской войны заводские крестьяне активно участвовали в восстании под руководством Емельяна Пугачёва. 
В 1788 году Василий Демидов построил здесь деревянную церковь с колокольней. Спустя 89 лет она была перенесена в Нижний Авзян и переименована в Введенскую церковь. Ныне действующий каменный храм Казанской Божией Матери был построен в 1877 году заводовладельцем Дмитрием Бенардаки. Он имеет трёхпрестольную композицию и колокольню высотой 40 метров.
В селе действует Авзянская миниГЭС, также известная как микроГЭС «Авзян». Эта небольшая гидроэлектростанция обеспечивает электроэнергией местные дома и объекты инфраструктуры.
Архитектура Верхнего Авзяна сохранила немало старинных жилых домов, отражающих традиционный уклад и историю поселка.
В окрестностях села сохранились штольни, связанные с историей золотодобычи и промышленного освоения территории. Одна из них, длиной около 60 метров, представляет интерес для любителей индустриального туризма.