Sendai posiada własne metro (linia północ-południe), które należy do najdroższych w Japonii, z cenami biletów zaczynającymi się od 200 yenów. Miasto rozpoczęło budowę linii wschód-zachód, która została ukończona w 2015. Nowa linia jest krytykowana z powodu zbyt wysokich kosztów, spowodowanych nadmiernie optymistycznymi szacunkami i trudnościami stwarzanymi przez środowisko naturalne. Zwolennicy utrzymują, że nowa linia metra jest konieczna do zapobieżenia rozbiciu miasta, zmniejszy obciążenie środowiska w mieście przez zachęcenie do korzystania z transportu publicznego oraz że budowa opiera się na dokładnych szacunkach. Sendai Shimin Ombudsman założył sprawę sądową przeciwko burmistrzowi Sendai, aby zapobiec akceptacji opłat za budowę.
thumb|right|Droga Sendai-Nanbu
Miasto jest obsługiwane przez lotnisko Sendai, posiadające połączenia międzynarodowe do kilku krajów oraz przez port Sendai. Pomimo swojej nazwy, Międzynarodowy Port Lotniczy Sendai znajduje się w sąsiednim mieście Natori, znajdującym się na południe od Sendai. Lotnisko jest połączone linią kolejową z miastem Sendai.