更新时间：2024-06-18 15:39
新干线及在来线（仙石线除外）使用地面站房，为地上4层及地下2层的建筑，呈南北方向布置。车站东、西口侧分别建有车站大楼，名为S-PAL仙台东馆及S-PAL仙台本馆。仙石线于地面站房东口对出、宫城野通的地底另设地下车站，呈东西向布置。
在来线设有4个检票口，其中3个通往在来线地面站台，分别是2楼车站大厅西口侧的“中央检票口”和东口一侧的“东检票口”，经2楼的在来线中央通路通往各地面站台；以及S-PAL本馆地下1层的“地下南口”，经地下道通往各地面站台；东口对出地下1层的仙石线站厅另设“地下东口检票口”，通往仙石线地下站台；仙石线站区另有付费区通道连接地面站房2楼的在来线中央通路。
新干线在西口大厅3楼设有“新干线中央检票口”和“新干线南检票口”2个检票口，需要在新干线及在来线之间换乘的乘客可分别经“新干线中央换乘口”或“新干线南换乘口”直接前往2楼在来线中央通路进行换乘。
车站设有2组绿窗口（人工售票处），悉数位于西口一侧，位于3楼新干线大厅中央及2楼在来线中央检票口旁。站内各检票口旁亦设有自动售票机、指定席售票机以及自动补票/精算机。
JR车站设有地下通道，可从“地下南口”出站，透过西口地下自由通路到达地铁站；或透过东西地下自由通路前往仙石线青叶通站。
本站为设置站长的直营站，同时负责管理青叶通站的运作。本站为JR的“特定都区市内”车费制度中，“仙台市内”的中心站，所有到发地为“仙台市内”的车票以本站为基准来计算车费。
车站出口分为西口与东口。2楼的东西自由通路连接西口（南町通侧）与东口（宫城野通侧）巴士站；位于南町通地底的西口地下自由通路连接JR仙台站与地铁仙台站；位于青叶通地底的东西地下自由通路则连接站房东侧的仙石线仙台站与西侧的青叶通站。
站台配置
发车音乐
新干线：在人声广播之后播放仙台市出身的榊原光裕作曲的旋律，整段约30秒。以新干线而言发车音很长，但由于东北新干线在仙台站的停车时间约有2分钟，乘客上下车及乘务员交替并不会有时间急迫的问题。
南北线站台位于仙台市爱宕上杉通地底，JR仙台站西口西侧400米，实际上比较接近仙石线的终点站——青叶通站。东西线车站站台位于南町通地底，和南北线站台组成十字形交叉，于2015年12月6日开业。
站台配置