В середине XIX века моряки постоянно жаловались на плохое состояние навигационного оборудования в российских водах. В 1859 году в Суурупи, на расстоянии 2245 м от нижнего маяка, был построен деревянный маяк. Сооружение световой камеры завершилось в 1885 году. Вместе с каменным нижним маяком он образует угол в 246,5°, облегчая выход судов из Таллинского залива между Найссааром и Вахемадалом на запад, в сторону Финского залива. В 1863 году восточная стена маяка была окрашена в белый цвет, боковые и задняя – в желтый, а крыша – в красный. Рядом с маяком построен жилой дом смотрителя, амбар и колодец. В 1888 году обновлена крыша, все стены окрашены в белый цвет. На станции появилось каменное хранилище керосина. В 1911 году построен новый деревянный дом. В 1967 году маяк переведен на электричество и синхронизирован с верхним маяком. В 1998 году проведена реставрация Суурупского верхнего маяка. Суурупский верхний маяк – один из ста включенных в Международную ассоциацию морских вспомогательных средств навигации и маячных служб (IALA) старинных маяков, работающих до сих пор. Комплекс является объектом культурного наследия и охраняется государством.
В качестве источника освещения на Суурупском верхнем маяке вначале использовались масляные лампы, затем – газовые, наконец, в 1967 году маяк был электрифицирован.