概要
あおば通駅（宮城県仙台市青葉区）から仙台駅を経由し石巻駅（同県石巻市）までを結ぶ50.2km（営業キロ）の本線と貨物支線からなる。
私鉄の宮城電気鉄道が建設し1944年5月1日に国有化された。この経緯より、東北地方のJR線としては現在唯一の直流電化路線となっている。
現在、あおば通-陸前原ノ町間が地下線となっているが、宮城電気鉄道開業時はこれとは別に仙台駅を地下駅とし、ここより数百メートルながら地下線として走らせていた（1952年に地上駅化し、2000年に現在の地下化に至る）。これは東京の銀座線開業より2年早く、そのため「日本で最初の地下（鉄）線」と言われることもある。
2011年10月より次世代型列車保安システムであるATACSがあおば通-東塩釜間に導入されている。
東日本大震災による影響
2011年3月11日に発生した東日本大震災で特に津波により大きな被害を受けており、2012年4月現在も高城町駅～陸前小野駅間については復旧のめどがたっていない状態である。しかし、一部区間を内陸に移設した上の復旧案が出ておりこの計画では2015年ごろに運転再開となるそうである。2015年5月30日全線で運転を再開。仙石東北ラインも同日に開業している。
なお、陸前小野～石巻間は津波により変電所が損壊したため石巻線で使用している気動車（キハ110系）が運用されていた。
