2011年メジャーリーグ経験者の岩村明憲や松井稼頭央を獲得。また、ポスティングシステムを利用してのメジャーリーグ移籍を表明していた岩隈も入札で独占交渉権を獲得したオークランド・アスレチックスとの交渉が決裂し、球団に残留。キャプテン制度導入に伴い、鉄平が球団初代キャプテンに就任した。チームスローガンは「Smart & Spirit 2011 真っすぐ」。当初、3月25日のKスタ宮城でのロッテ戦で創設以来初の本拠地開幕戦を迎える予定であったが、3月11日に発生した東北地方太平洋沖地震（東日本大震災）でKスタ宮城が損壊したことにより、開幕戦が延期となった。この日、チームは兵庫県立明石公園第一野球場でロッテとのオープン戦の試合中で、選手は全員無事であった。13日に練習再開、17日までオープン戦を行わず、18日に震災発生以来初めて中日とオープン戦を行い、関西などを中心に開幕までの練習を行い、試合後などには球場や街頭などで募金活動を行っている。4月2日・3日には12球団によるチャリティー試合が行われ、楽天は札幌ドームで日本ハムと対戦している。このとき嶋基宏が、「見せましょう野球の底力を」とスピーチした。4月7日に震災以来チームとして初めて仙台に戻り、27日目の仙台入りに星野監督は「遅くなってすみませんでした。ごめんなさい」と訪れた避難所で謝罪している（この真っ最中にも強い余震が起きた）。4月11日にはフアン・モリーヨが震災で精神的な打撃を受けたとして球団に退団を申し入れ、了承された。一方で、地震の影響でKスタ宮城に照明塔など47箇所の損壊が認められ、修復工事が必要となったことから、一時的に関西で主催試合を代替で行うことになった。この年のセ・パ両リーグの開幕日は4月12日に延期。同日の開幕戦はQVCマリンフィールドでの対ロッテ戦、主催試合初戦は同15日からの阪神甲子園球場での対オリックス戦。そして、本拠地・Kスタ宮城での初戦は宮城県が「震災復興キックオフデー」とした同29日の対オリックス戦となり、いずれも勝利した。4月を9勝6敗で2位で終えたが5月は7勝14敗2分と負け越し、岩村や鉄平が打率1割台で低迷、岩隈が18日離脱した事が原因とされ、18日には5位、翌6月4日には最下位となっている。交流戦も9勝13敗2分の9位と低迷した。一方で田中が6、7月に連続して月間MVPを受賞するなどの活躍もあり、7月には永井怜が故障で離脱したものの、岩隈が復帰、ダレル・ラズナーが抑えに転向し5セーブ、新人の塩見貴洋が2勝を挙げるなどもあり、12勝10敗1分と勝ち越す。8月、前半に7連敗するも、後半に球団タイの7連勝もあり勝ち越す。しかし9月は8勝14敗と失速し、終盤までクライマックスシリーズ進出争いには加わったものの10月13日に進出の可能性がなくなり、最終的に66勝71敗7分、首位のソフトバンクと23.5ゲーム差、3位の西武と3ゲーム差の5位となった。統一球の影響もあり、本塁打は球団最少の53本で、7月から8月にかけ17試合連続で無本塁打の球団ワースト記録。ヤフードーム（11試合）と札幌ドーム（8試合）においてはそれぞれ本拠地球場となってからはパ・リーグ球団初の本塁打0に終わっている。田中が最多勝、最優秀防御率、最多完封の三冠王とベストナイン及びゴールデングラブ賞の投手部門を獲得した。なおこの年は、山崎が戦力外通告を受け退団している。2012年1月、岩隈がMLB・シアトル・マリナーズにFA移籍した。チームスローガンは「Smart&Spirit2012 ともに、前へ。」。3月30日、球団初の本拠地開幕戦となるロッテ戦が行われたが、3対5で敗れている。交流戦は10勝14敗で9位。オールスター直前までの前半戦を40勝38敗3分の3位として、球団初のAクラス、勝率5割以上で折り返すが、後半戦に入り8連敗を記録するなど順位を下げる。9月を勝ち越して終盤までソフトバンク、ロッテとクライマックスシリーズ進出争いを展開するが、10月4日の139試合目の対西武戦（Kスタ宮城）で引き分けてBクラスが確定した。最終戦のロッテ戦（Kスタ宮城）に勝利し、67勝67敗10分で、首位の日本ハムと7.5ゲーム、3位のソフトバンクと1ゲーム差の4位に終わるが、3年ぶりにシーズン5割以上の成績を残した。8月1日付で元球団会長の三木谷浩史が球団オーナーに復帰し、球団社長には証券会社勤務だった立花陽三が就任した。シーズンオフにはMLB・ダイヤモンドバックスからFAとなった斎藤隆を獲得し、岩村明憲に戦力外通告。また、現役メジャーリーガーのアンドリュー・ジョーンズとケーシー・マギーを獲得したことが発表された。野村名誉監督も任期満了で同職を退任した。2013年チームスローガンは「Smart & Spirit 2013 HEAT!」。開幕投手と見られた田中がWBCでの疲れから辞退したことで、開幕戦のソフトバンク戦（ヤフオクドーム）は則本昂大が新人投手としてはパ・リーグ史上55年ぶりの開幕投手となるが1対7で敗れている。4月27日の西武戦（西武ドーム）に9対2で勝利し、球団通算500勝を達成するが、序盤から5割前後の成績で4月を9勝13敗と負け越し、5月3日には借金が4になるが、その後は勝ち星を伸ばし、交流戦はソフトバンクと優勝を争ったものの、0.5ゲーム差の2位に終わった。7月4日に首位のロッテに勝利し、6月以降では球団初の同率首位に並ぶと7月6日に単独首位に浮上、前半戦をそのまま首位で折り返し、以降は首位を明け渡すことはなく。8月28日に球団史上初の優勝へのマジックナンバー28が点灯した。その後9月1日にはマジックが消滅するものの、9月5日に再点灯し、9月22日の対日本ハム戦（札幌ドーム）に15対1で勝利し、4年ぶり2度目の2013年のパシフィック・リーグクライマックスシリーズ進出が決定し、翌9月23日の同戦で球団新記録のシーズン78勝とした。そして優勝へのマジック2で迎えた9月26日、マジック対象チームのロッテが対日本ハム戦（札幌ドーム）で敗れ、楽天が対西武戦（西武ドーム）で4対3で勝利したことで、楽天球団初のパ・リーグ優勝が決定した。球団創設9年目での優勝は日本プロ野球史上5番目のスピードでの達成。クライマックスシリーズファイナルステージ（Kスタ宮城）では3位のロッテと対戦し、4勝1敗で日本シリーズに初めて進出を決めた。巨人との2013年の日本シリーズでは、3勝2敗で王手をかけた第6戦で2対4で敗れ、先発の田中がこの年シーズンから通じて初めての公式戦で敗戦投手となりタイとされるが、11月3日の第7戦（Kスタ宮城）に3対0で勝利し、4勝3敗で初出場で初の日本一を達成した。同月、台湾で開催されたアジアシリーズでは、11月19日の準決勝の対統一セブンイレブン・ライオンズ戦（台湾・中華職業棒球大聯盟）に1対4で敗れたため、日本からの出場チームでは初めて決勝に進めなかった。田中が8月に開幕からの公式戦連勝と、前年8月26日からの公式戦連勝の日本プロ野球新記録を樹立、シーズン後にはこれらの記録とポストシーズンの2勝を含めた30連勝がそれぞれギネス世界記録に認定された。24勝0敗1セーブで日本プロ野球史上初のシーズン無敗での最多勝を達成、最優秀防御率と勝率第1位も獲得し、沢村賞、MVPを獲得した。チームからはゴールデングラブ賞は3人、ベストナインには4人がそれぞれ選出、新人王に則本が選出された。11月24日、優勝パレードが仙台市内中心部で行われ、約21万4千人の観衆を動員した。2014年スローガンは、「Smart & Spirit 2014 HEAT UP!」。1月23日、田中がポスティングシステムでMLBニューヨーク・ヤンキースに移籍。5月26日、星野監督が腰痛のため、対ヤクルト戦（神宮）で休養し、投手コーチの佐藤義則が指揮を執った。翌27日に腰椎椎間板ヘルニアおよび胸椎黄色靱帯骨化症と診断された星野監督の休養と、佐藤投手コーチが監督代行をつとめることが発表された。7月2日、監督代行に大久保博元二軍監督がつき、佐藤は一軍投手コーチに専念することになった。7月24日より星野が監督に復帰するが、チームは低迷し、9月6日にはリーグ優勝の可能性が消滅し、9月18日に星野監督が退任を発表、9月29日にはBクラスが確定、10月7日の対オリックス戦（コボスタ宮城）に敗れ、最下位が確定した。なお前年優勝チームの最下位は前年の日本ハムに次いで史上5度目。10月14日、次期監督に大久保二軍監督の就任を発表した。8月、コボスタ宮城の全面増築が完成、先行完成（3月）した楽天山観覧席と、8月に完成した3塁側上段の増設席を合わせ28,907人収容となった効果もあり、8月30日・ソフトバンク戦において、レギュラーシーズン・ポストシーズンを通して当球場歴代最多となる25,308人を集客したのを皮切りとして、観客動員記録を次々更新。最終的には1,450,233人（1試合平均単位で20,142人）の球団新記録を達成した。このうちコボスタ宮城に限れば67試合で1,350,293人（1試合平均20,153人）をマークした。