昭和26年に仙台伊達家から寄贈された資料群（伊達家寄贈文化財）の保管・展示・研究のために、仙台城三の丸跡に昭和36年に開館。昭和61年には同地に全面新築、現在に至る。延床面積1万800平方メートル、総2階、鉄筋コンクリート。

平成13年に国宝に指定された慶長遣欧使節関係資料や、重要文化財の伊達政宗所用具足・陣羽織、豊臣秀吉所用具足、三沢初子所用帯などの他、仙台伊達家からの寄贈資料をはじめ、江戸時代を中心とした仙台藩に関わる歴史・文化・美術工芸資料など約9万点を収蔵する。常設展示は季節ごとに展示替えを行い、随時約1000点を展示している。