文治五年（1189）源頼朝の奥羽平定の戦功として千葉胤通が宮城郡国分荘の地頭となり、青葉山に千代城を築く。

慶長五年（1600）伊達政宗は関が原の戦功による加増をうけて、旧居・岩出山から新領地の中心に位置する千代城跡に居城を移すため築城開始。これを機に「千代」を「仙台」に改める。政宗の築いたのは本丸部分で、本丸大広間（御殿）や天守台が完成した。二代・忠宗のときに山麓に政庁と藩主邸を兼ねた二の丸を完成。

明治維新後に本丸の建物は破却され、大手門・隅櫓も戦災によって焼失し、現在は復興隅櫓が建つ。

本丸跡は青葉城址として観光名所となっており、資料館や土産店が並び、遺構を偲ぶことができない。平成十六年に本丸（北東部）石垣の修復工事をした際に伊達政宗時代の石垣が発見されたという。二の丸は公園となり、三の丸も博物館となっている。城址随所に石垣が残るが、遺構は少ない。