Sendai è il principale snodo ferroviario della regione del Tohoku in Giappone, situato lungo la Tohoku Shinkansen tra Tokyo e il nord dell'Honshu. La città ha una stazione ferroviaria principale dominante per le lunghe distanze, Sendai Station, con ulteriori fermate regionali che servono i collegamenti suburbani e quelli con l'aeroporto. JR East è il principale operatore dei treni Shinkansen, intercity e regionali da Sendai.
I servizi da Sendai includono treni Shinkansen ad alta velocità sul corridoio Tohoku, linee regionali JR East verso Miyagi, Yamagata, Fukushima e Iwate, e la Sendai Airport Access Line che collega la città con Sendai Airport. Sendai Station è la stazione ferroviaria chiave per i collegamenti a lunga distanza, mentre Nagamachi e Kita-Sendai gestiscono alcuni servizi regionali nell'area cittadina.
Le tratte ferroviarie da Sendai vanno verso sud fino a Fukushima, Utsunomiya, Omiya e Tokyo; verso nord fino a Morioka, Hachinohe e Aomori; verso ovest attraverso la Senzan Line fino a Yamagata; e verso est lungo i corridoi locali della prefettura di Miyagi. Prenota online i treni da e per Sendai su Rail Monsters.