Felsőtárkány település első okleveles említése 1261-ből való, Oltarkan, illetve Feltarkan névalakban. A XIV-XV században két részből tevődik össze a település, Alsó- és Felsőtárkányból.
1330-1335 között az akkori Felsőtárkányban épített kolostorba kartauzi szerzetesek költöztek. 1526 uá a törökök elpusztították a középkori Felsőtárkányt, amely többé sohasem népesült be.1552-ben Alsótárkányt is lerombolták a törökök, de ez a településrész 1577-től újranépesült.
1634-től a XX. század közepéig az egyház tulajdonába került a falu. A középkorban Feltarkan az egri püspökség birtoka volt, az 1261. évi bortokmegerősítő oklevél tanúsáa szerint. A középkori Felsőtárkáy a mai faluhelytől északra, a kastélykert környékén feküdt. Ezen északi falurészhez tartozó Segedelem-völgyben II. Miklós egri püspök 1330 és 1350 között a kartauzi szerzetesek részére kolostort épített, s nekik adta a régi Felsőtárkányt. A török dúlás idején a falu teljesen elpusztult és 1552 óta rokokban van a segedelem-völgyi kartauzi kolostor is.
1694-ben népes jobbágyfalu, és ez időben változott a neve véglegesen Felsőtárkányra. 1750 táján Barkóczy püspök megépíttette a Fourcontrasti astélyt (Gonduzo nevű kastélyát) az általa Gyönyörvölgynek nevezett kastélykretben, majd a nezerénusok számára kolostort emeltetett. A kolostor romjai még ma is láthatóak a falu északi határában a Barát-téren. Felsőtárkány lélekszáma 1786-ban 862, 1869-ben 1440 fő volt.
1944. december 10-én a özség lakói számára véget ért a II. Világháború. 1950-ben 17 fővel megalakult a Dózsa Tsz, 1960-tól növekedett meg a tagok létszáma és ekkor már 1000 hektáros területen gazdálkodtak.
1983-ban beindították az általános iskola bővítését és 1984. augusztus 20-ra készült el a beruházás.
1992-ben felújításra került a volt pártház épülete, melyből kialakításra került az egészségház. Az egészségházban két felnőtt orvosi körzet, egy fogorvosi rendelő, gyermekorvos, valamit anya-és csecsemőellátás működik. 1992. decemberében kezdte meg működést a gyógyszertár.
1993. augusztus 20-án átadásra került a 12 x24 m-es tornaterem. Az 1992-93-as tanévben bevezették a zeneiskolai képzést.
Kiépült a község gázhálózat.
2002 és 2006 között a következő fejlesztések történtek a településen:
- Eger-Felsőtárkány közötti kerékpárút megépítése
- az iskola, az óvodák és a Művelődi Ház világítskorszerűsítése
- sportöltözők építése
- iskolai informatikai terem kiépítése
- orvosi rendelő fűtésorszerűsítése
- idegenforgalmi információs táblarendszer telepítése
2008-ban kezdődött el a Református templom építése, amelyet 2009-ben szenteltek fel.
2008 és 2010 között több önkormányzati intézmény került felújításra (Egészségház, iskola, házasságkötő-terem)
2010-ben került átadásra a felújított Tájház, a felújított, moden öko-óvodává avanzsált óvoda és a tóparti rendezvénytér.
2011. május 1-én került átadásra az új közösségi Faluház.