A település a 16. században jött létre Szépvíz és Csíkszentmihály határrészeiből, de teljesen csak 1850 körül önállósult. Neve a szláv eredetű magyar lok (= kis völgy, mélyedés) főnévből származik. A „Gyimes-Loka” név először 1701-ben szerepel hivatalos iratokban (Vofkori 86.). A Gyimes völgyét, vagyis a Tatros vize forrásvidékét három település lakói népesítik be: Gyimesfelsőlok (Lunca de Sus), Gyimesközéplok (Lunca de Jos) és Gyimesbükk (Ghimeş-Făget). Az itt élő magyarokat gyimesi csángóknak nevezik, megkülönböztetve őket a moldvai csángóktól.

Gyimesfelsőlok a Gyimesi-völgy első települése, amely a Tatros forrásától Boros-patakáig terjed. A völgybe ereszkedve először Sántatelekre érünk, ahonnan a Kabala-hágón át egy hegyi út vezet a Szép-havas fennsíkján található Szent Lélek-kápolna romjaihoz, mely a gyimesiek kedves zarándokhelye.

A település patakai (falurészei) a következők: Récepataka, egy kis szórvány résztelepülés, Sántatelek; Komját/Komjátszáda vagy Komiat; Rajkópataka/Farkaspataka; Bothavaspataka; Ránapataka (Rina) vagy Ciherekpataka, a völgy, mely a Pogány-havas gerincére vezetett (a Ciherek-pataka szádánál egykor katonai gyülekezőhely /Kommandó volt); Görbepataka [ebben a völgyben ereszkedik alá a gyimesi vasútvonal Lóvész (Livezi) irányából. Északon a Sáj és Görbe dombsorok határolják, délen a Bükkös és a Kopac hegyhátak húzódnak. A völgyben haladó 124-es megyei út Lóvészre vezet]; és Ugrapataka/Ugravölgye, amely a Tatrostól jobbra (keletre) népesült be, az északra fekvő Ugrasarka gerincen (1309 m-ig) az Apahavasra (1330 m) lehet feljutni; valamint Szőcsökpataka és Gáborokpataka.