1973年、市民オーケストラ「宮城フィルハーモニー管弦楽団」として誕生し、翌年に初の定期演奏会を開催。1978年の宮城フィルハーモニー協会の社団法人化に伴い、本格的なプロのオーケストラとして活動を開始。音楽総監督の故芥川也寸志（83年4月～89年1月）、音楽監督の外山雄三（89年4月～06年3月）らのもとで飛躍的な発展を遂げ広く注目される。1989年、本拠地の名を冠した「仙台フィルハーモニー管弦楽団」と改称し、1992年に「財団法人仙台フィルハーモニー管弦楽団」として再スタート。1999年に河北文化賞を受賞し、2000年には創立以来初となる海外公演（ウィーン、ローマほかヨーロッパ5都市で公演）を成功させる。2010年、宮城県より認定を受け公益財団法人へ移行。2013年3月には創立40周年を迎えた。

現在、常任指揮者にパスカル・ヴェロ、首席客演指揮者に小泉和裕、ミュージック・パートナーに山田和樹が就任している。

定期演奏会は日立システムズホール仙台（仙台市青年文化センター）コンサートホールで年間9回18公演を開催。2010年10月の第250回定期演奏会では、パスカル･ヴェロ指揮によりドビュッシー：歌劇「ペレアスとメリザンド」（コンサート形式）を上演し絶賛を博した。この他、特別演奏会、依頼演奏会、音楽鑑賞教室など、東日本エリアを中心に年間約110公演に及ぶ演奏活動を展開。仙台国際音楽コンクールでは2001年の第1回からホストオーケストラを務めるほか、仙台クラシックフェスティバル（通称「せんくら」）では演奏者として中心的な役割を担うなど、本拠地である仙台の音楽文化の振興に大きく貢献している。

2011年3月の大震災により数ヶ月にわたり演奏活動のほとんどが中止となったが、「音楽の力による復興センター・東北」と協力して “つながれ心 つながれ力” を掲げて、音楽を被災者のもとに届けながら絆を紡ぐ活動を展開し続けている。それらの活動に対し、2011年度エクソンモービル音楽賞洋楽部門本賞と渡邉曉雄音楽基金特別支援を受賞。2013年3月には（独行）国際交流基金の依頼によりロシア（モスクワ、サンクトペテルブルク）で被災地の代表として演奏し、震災後に世界から寄せられた支援への感謝の気持ちと、復興に向かう被災地を音楽の力で支え続ける楽団の姿を伝え、その大役を果たした。