江戶時代初期
在江戶時代，仙台藩曾主持開墾北上川河流域的濕地地區等新的耕作區，據說因此又增加了約100萬石的財政收入，另外又開始了一種被稱為“買米制”、實際上是一種專賣制度的實施，將米沿東部航線運往江戶出售，獲得巨大的利益，甚至曾經一度占據了江戶流通米的半數。得益於航路貿易，石卷港的發展很快，同時仙台藩還將一部分米和水產品出售往大坂，藉以加強與公方之間的聯繫。另一方面，從三陸海岸捕撈的鮑魚和鯊魚，在經過加工成乾鮑和魚翅之後以“長崎水產”的名義出售往中國（在江戶時代，由於鎖國政策，只允許長崎、平戶、堺等港口對中國開放）。三陸產的乾鮑在中國（清朝）被稱為“吉品鮑”，對其評價很高。另有一說，吉品鮑之所以得名“吉品”就是源自時屬仙台藩領內，今岩手縣大船渡市吉濱灣的名字，其真實性待考。
1613年（慶長18年），伊達政宗曾經為與歐洲進行通商，令支倉常長出使羅馬。當時，西日本地區諸藩一直在從事與東南亞一帶殖民地的貿易活動，不過伊達政宗認為直接與歐洲進行貿易將會獲得更大的利潤。但由於交涉不利，同時礙於日本的鎖國政策，最終伊達政宗未能如願以償。
與仙台藩
水稻種植業是仙台藩最重要的經濟支柱。為了獲得更高的產量，藩政府實施買米制，提高農民的勞動積極性。不過，依賴米貿易的財政很容易受自然狀況、米市漲跌的左右。一旦歉收，就會讓藩政府負債累累，不過如果遇到豐收的話，則可以一口氣全部償還清債務，其經濟特點倒真有點像“農業也是戰爭”這句俗語所講的一樣。
戊辰戰爭
1868年（明治元年），舊曆戊辰年，明治維新拉開帷幕，天皇軍與佐幕軍爆發了戊辰戰爭。仙台藩與周邊諸藩結成奧羽越諸藩同盟並被推舉為盟主。不過仙台藩在此時卻對會津藩以及莊內藩抱有同情，在藩政策上優柔寡斷。儘管仙台藩擁有數量龐大的兵力，同時從蝦夷地區（北海道）警備開始，仙台藩就擁有比西軍（即天皇軍）性能優越的武器。但由於其軍制方面的落後，同時特別是在能夠全面的統御部隊的將兵之才方面的缺乏，導致仙台藩的總體作戰實力並不強。
後來，相馬藩反水，倒戈天皇軍。仙台藩與相馬藩在駒之嶺（今宮城縣相馬市駒之嶺一帶）展開戰鬥。但仙台藩各部隊卻望風而逃，各重臣亂作一團，結果很意外的，仙台藩戰敗，向天皇軍開城投降。
明治政府追究其叛軍盟主的責任，將其俸祿從原有的100萬石減到了不到其原俸祿三分之一的28萬石。如此激烈的懲罰徹底打亂了仙台藩武士們的生活。有人開始務農，也有大量的武士前往北海道去尋求新的天地。在仙台城東一番丁，沒落士族們開始從事商業，為仙台市的中心商業地“一番町”打下了基礎。此後，伊達氏便一蹶不振，雖然紀州藩出身的明治時代日本外務大臣陸奧宗光的本姓是伊達，但他並不是仙台伊達氏的後裔，而是在伊達政宗之前便遷居到駿河國一帶的駿河伊達一門的族人。
仙台藩武士集團主要成員的移居地：札幌市周邊、以及室蘭市周邊。
原白石城城主，管轄今宮城縣南部、白石市周邊地帶的仙台藩重臣片倉氏，與其族人和家臣一同遷到了札幌市周邊（札幌市白石區·札幌市手稻區）以及登別市幌別一帶（今：室蘭市東北向）。舟岡氏則亘理伊達氏的居住地附近落腳（今：伊達市舟岡地區）。
原管轄宮城縣北部、今大崎市岩出山周邊的亘理伊達氏遷居到了今北海道伊達市。角田氏的主體部分遷至今室蘭市之後，又有一部分原家老在空知地方安家（今：栗山町角田地區）。
位於岩手縣的一關藩和水澤藩分別遷至白老町和札幌市豐平區。
至此，由於在戊辰戰爭中的失敗，仙台藩的武士大量外遷，同時也帶走了大多數的知識階層。這對今後宮城縣的產業發展產生了很糟的影響。
同時，仙台藩的主要設施被新政府接收。在仙台城二之丸設立東北鎮台（後改為仙台鎮台，是陸軍第二師團的前身），在三之丸設立練兵場。伊達政宗隱居所在地的若林城（今若林區）設立了宮城縣集治監（監獄），曾經用來收容西南戰爭（注⑵）中的戰俘。
在明治政府頒布廢藩置縣令之後，仙台藩被改為了仙台縣、角田縣、登米縣、膽澤縣。後來，原仙台藩北部（今岩手縣北上市以南地域以及沿岸的氣仙郡）歸併到岩手縣，新地町被規劃到福島縣，其餘地區統一改為宮城縣。
注⑵1877年（明治10年），熊本縣、宮崎縣、大分縣、鹿兒島縣士族武士起兵對抗明治政府，歷時十年，終以失敗告終，史稱西南戰爭，亦稱西南役、丁丑之亂、十年戰爭、私學校戰爭，是明治初期士族暴動中規模最大的一次，也是日本歷史上迄今為止最後一次內戰。
歷代藩主
伊達（だて）家（松平陸奧守家）
外姓大廣間國主62萬石→28萬石
政宗（まさむね）（從三位、陸奧守·權中納言·參議）
忠宗（ただむね）（從四位下、美作守兼陸奧守·權少將·侍從）
綱宗（つなむね）（從四位下、陸奧守·(隱居後)若狹守·權少將）
綱村（つなむら）（從四位上、陸奧守·左近衛權中將）
吉村（よしむら）（從四位上、陸奧守·左近衛權中將）
宗村（むねむら）（從四位上、陸奧守·左近衛權中將·侍從）
重村（しげむら）（從四位上、陸奧守·左近衛權中將·侍從）
齊村（なりむら）（從四位下、陸奧守·左近衛權少將·侍從）
周宗（ちかむね）（因夭折而未授予官職）
齊宗（なりむね）（從四位下、陸奧守·左近衛權少將）
齊義（なりよし）（從四位下、陸奧守·左近衛權少將）
齊邦（なりくに）（從四位上、陸奧守·左近衛權中將）
慶邦（よしくに）（從四位下、陸奧守·權中將）
宗基（むねもと）（正四位）因反明治新政府之罪被減封至28萬石
宗敦（むねあつ）（正四位）
藩祖：伊達政宗（1567年－1636）伊達氏第十七代家督，安土桃山時代奧羽地方著名大名，江戶時代仙台藩始祖，人稱“獨眼龍政宗”。幼名梵天丸，元服後字藤次郎。其名政宗（與九代家督政宗同名，九代家督政宗有中興之祖之稱）即意味能達成霸業。其母為有“美貌與謀略雙全之鬼姬”之稱的義姬，父為伊達輝宗。小時候因為罹患皰瘡（天花），而右眼失明，人稱“獨眼龍”。政宗曾遺憾的表示：願早生二十年，成就織田信長般的霸業。可惜對於戰國時期想有一番作為的政宗，卻遭到生不逢時的厄運。寬永五年（1628），政宗開始隱居。寬永十三年（1636）在江戶去世，臨終前江戶幕府第三代將軍德川家光親自至床邊守候。他也是今天日本仙台市的建城者。
政宗的母親是當時奧州的強勢大名最上義守的女兒最上義姬，是最上義光的妹妹。當時伊達家有意與最上家聯姻，派有反叛之心的中野宗時做使者到最上家提親。中野宗時與最上義守和最上義姬密謀，假意義姬已暗戀輝宗數年，同意聯姻，等與輝宗生下一子後，下了輝宗帶著兒子回到最上家的山形城。兩人成親後，在龜岡文殊堂（東置賜郡）度蜜月時，晚上義姬夢到獨眼神僧萬海上人希望轉世，因為這個吉瑞之夢而懷孕。十月懷胎後於永祿十年（1567）生下了政宗，父親輝宗為愛子起名“梵天丸”。幼年時的政宗得最好的教育，並得日後得力助手片倉小十郎及伊達成實為家臣。1579年與愛姬成婚。1582年初次領軍作戰，與相馬氏作戰得勝。1584年輝宗退位，政宗繼任為伊達家17代家督。1585年父親伊達輝宗遭到二本松義繼綁架而遇害，同時二本松義綱與佐竹義重的軍隊也開始伊達家進攻，伊達政宗於人取橋將反伊達聯軍擊敗。之後伊達政宗又於1589年在折上原擊敗蘆名義廣。經過折上原等對周邊大名的戰爭後，伊達政宗開創比其父更大的伊達家版圖。1592年，受豐臣秀吉之命領兵三千出兵朝鮮，3月抵達征明（中國當時為明朝）之地名護屋，1595年獲批准回日本。其後秀吉亡，跟隨德川家康，參與大坂冬之陣及大坂夏之陣等著名戰鬥。德川幕府成立後，多次任將軍的上京供奉。曾說“願早生二十年，成就如信長公霸業”，他雖有做一番事業的志向，卻難逃生不逢時的厄運。1636年5月，政宗病重，三代將軍德川家光親自探望，幾日後離世。法名瑞岩寺殿貞山禪剎大居士，家臣15人及陪臣5人殉死。
領地構成
陸奧國以外的領地
雖然素有“伊達62萬石”之說，但伊達在陸奧國的領地只有60萬石，另2萬石在陸奧國之外。
陸奧國內的仙台藩領地包括今宮城縣全境、岩手縣南部、福島縣北部海濱，石高約60萬石。
陸奧國之外的仙台藩領地包括：常陸國（以今龍崎市為中心的信太郡·筑波郡·河內郡，總計9784石）、下總國（豐田郡270石）、近江國（蒲生郡·野洲郡，總計9999石）。不過上述的這些郡中，有一些只是一部分歸屬仙台藩，並非全郡都在仙台藩的管轄範圍。
蝦夷地區的仙台藩領地
幕府末期，為了警備蝦夷地區，幕府下令奧羽各藩進駐蝦夷。於是，仙台藩在北海道白老町設立了本陣，同時又在根室·厚岸·擇捉·國後構築了許多前出陣，負責從擇捉至知床、函館一帶的警備。到1859年（安政6年）9月，東蝦夷地區（今白老町至擇捉島一帶）已經完全變成了仙台藩的領地，直到1868年（慶應4年）戊辰戰爭開始，仙台藩才從東蝦夷地區撤走。
支藩
仙台藩的支藩主要是陸奧國的岩沼藩（後期的一關藩）和水澤藩（中津山藩）。其中岩沼藩最大，對於仙台藩來說，岩沼藩就像是領地內的浮動的島嶼（就像亞平寧半島與撒丁島之間的關係），長期幫助仙台藩的統治，衛戍奧州交通幹線一帶的軍事要衝。其當主也享有很高的待遇，可以在仙台城擁有居所，並有登上仙台城的權利。
岩沼藩主即後來的一關藩主是繼承了外姓田村氏的伊達氏一門。
水澤藩（中津山藩）是仙台藩三代藩主伊達綱宗之子，美作守伊達守村被封予陸奧水澤3萬石（後轉封至陸奧國中津山），於是建立水澤藩。但後因在登仙台城時與藩主發生爭執，僅一代就被改易了。
仙台伊達氏分支
在德川幕府攻略大坂成功後，將伊予國宇和島城10萬石封給了伊達政宗的長子·伊達秀宗。於是便有了宇和島伊達氏。
