仙台フィルは、1973年に市民オーケストラ「宮城フィルハーモニー管弦楽団」として誕生。翌年に初の定期演奏会を開催して本格的に活動を開始した。1983年4月から1989年1月に芥川也寸志が音楽総監督として現在の礎を築き、1989年度から2005年度に外山雄三が音楽監督、2006年度から2017年度にパスカル・ヴェロが常任指揮者として、また2018年から2022年度に飯守泰次郎が常任指揮者としてアンサンブルに磨きをかけてきた。2023年度に高関健が常任指揮者に、太田弦が指揮者に就任。新たなレパートリーによりさらに音楽的深化を推し進めている。
2011年3月11日に東北地方を襲った東日本大震災による影響で、仙台フィルは数ヶ月にわたり演奏活動を中止せざるを得ない状況となったが、「音楽の力による復興センター・東北」と協力し音楽を被災者のもとに届けながら絆をつなぐ活動を行い、2011年度エクソンモービル音楽賞洋楽部門本賞、渡邉曉雄音楽基金特別支援を受賞した。震災から2年を経た2013年には独立行政法人国際交流基金の依頼によるロシア公演で被災地を代表して演奏し、震災後に世界から寄せられた支援への感謝の気持ちと、被災地で音楽を奏でる楽団の姿が広く全世界に紹介された。
本拠地、日立システムズホール仙台コンサートホールでの定期演奏会は2016年に300回を数え意欲的な取り組みが高く評価されているほか、0歳からの演奏会「オーケストラと遊んじゃおう！」、宮城、福島など東北広域で開催される「名曲コレクション」、日本人作曲家の作品を紹介する「『日本のオーケストラ音楽』展」など多彩な活動を繰り広げている。
2001年から開催されている仙台国際音楽コンクールでホストオーケストラとして出演しているほか、2006年秋からは、毎年「仙台クラシックフェスティバル（せんくら）」でも広く市民に親しまれ、「杜の都」の音楽文化における中心的役割を担っている。その他、県内外での各種コンサートへの出演や文化庁による全国の小中学校訪問なども含め、年間100回を超える活動を展開している。2023年に創立50周年を迎えた。