8世紀に市域北西部の丘陵に多賀城が築かれた。多賀城創建時には陸奥国は分割され、石背国（現在の福島県中通りと会津地方）・石城国（現在の福島県浜通りと宮城県亘理郡）・陸奥国の三国が鼎立していた。分割された後の陸奥国は、今の宮城県よりやや狭い範囲で、多賀城はそのほぼ中央にある。それまで郡山遺跡にあった陸奥国府は、神亀元年（724年）に造営なった多賀城に移ったと推定されている。しかし、720年代末期には石背国・石城国・陸奥国は合併され、現在の福島県から宮城県に及ぶ広い陸奥国が復活したが、多賀城はその広い陸奥国の国府であり続けた。多賀城には9世紀初めまで鎮守府も置かれ、出羽国まで含めた東北地方の政治・軍事の中心都市であった。日本全体の中でも、西の大宰府に対応する東の政治都市として重要な位置にあった。城郭の南には町が広がり、当時七北田川が合流して流量が多かった砂押川に橋がかけられ、舟による運送があった。奈良時代から平安時代はじめまで断続的に続いた蝦夷との戦いの中で、宝亀11年（780年）には伊治呰麻呂の反乱で攻め寄せてきた軍勢により略奪放火されたが、すぐに再建された。
古墳時代から竪穴住居の集落が確認できる。山王遺跡と隣接する新田遺跡は一続きの大きな集落で、他に高崎遺跡があり、後に多賀城廃寺が造られる場所にも小さな集落があった。付近には水田跡も見つかっている。海岸の大代地区には漁業に従事する人々が暮らしていたようである。古墳時代の前期には、五万崎地区に方形周溝墓が営まれた。古墳としては小型の円墳である稲荷殿古墳や丸山囲古墳が築かれたが、前者は7世紀後半、後者は年代不明である。稲荷殿古墳が作られた時期には、崖に大代横穴墓群、橋本囲横穴墓群、田屋場横穴墓群といった横穴墓が盛んに作られた。
縄文時代前期には金堀貝塚があり、晩期には松島湾に近い橋本囲貝塚などで盛んに製塩土器を使った塩作りが行なわれた。後の多賀城市域に限らず、松島湾沿岸は貝塚と製塩土器・遺構が集中して分布する地域であった。弥生時代には、市内の五万崎地区から石包丁が出土している。枡型囲貝塚で見つかった籾の痕跡を残した土器は、山内清男の論文「石器時代にも稲あり」を生み、考古学史上著名である。市内の低地で水田稲作が営まれたと考えられるが、住居は見つかっていない。
仙台市の北東に位置し、市街地は丘陵地帯上にある。市名の由来は古代国府の多賀城よりとっている。1942年（昭和17年）に海軍工廠が設置されて以降、市南部に工業立地が進んだ。仙台港の開港もこれに拍車をかけている。仙台市中心部より鉄道をはじめアクセスが良好であることから、仙台都市圏の一角をなすベッドタウンとしても位置付けられ、市西部の水田地帯では住宅地の造成が進められている。1980年代にかけては、当時政令指定都市への昇格のための規模拡大を目指していた仙台市からの合併要求もあったもののこれを受け入れずに、市としての“独立”を保った。町は街道（国道45号）沿いに発展してきたため、商店はロードサイド店が多く、“市の中心部が存在しない”という特徴をもつ。
2016年3月、AlphaGo対李世ドル第一局の終局後、李世乭とは通算9勝2敗の世界棋士レート1位の柯潔は「AlphaGoは李世乭に勝っても、私には勝てない」と豪語した。国際囲碁連盟事務局長で国家体育総局棋牌運動管理センターの中国共産党委員会書記である楊俊安は近いうちにAlphaGoと柯潔は「人間と機械の最終決戦」として対局を行うと発表した。2017年4月10日、開発者デミス・ハサビスは、同年5月23日から27日にかけて囲碁の発祥地中国の浙江省烏鎮インターネット国際会展センター（世界インターネット大会の永久開催地）にてGoogleと中国囲棋協会と中国政府が共催するフューチャー・オブ・ゴ・サミットで「世界最強の棋士」柯潔とAlphaGoは対戦を行うと発表した。また、同大会でAlphaGoの新たな可能性を探究するとしてこれまでになかったチーム対局やペア対局も行われるとした。第1局はAlphaGoが柯潔に半目勝ちし、柯潔は「人間では想像もつかない手を打ち、強かった」と述べた。第2局もAlphaGoの勝ちとなり、シリーズの勝ち越しが決定。デミス・ハサビスは柯潔を「100手までは今までの人間との対局で最も接戦だった」とその健闘を称えた。チーム対局も時越、芈昱廷、唐韋星、陳耀燁、周睿羊といった世界戦優勝経験者5人の集団相手にAlphaGoは勝利した。ペア対局ではAlphaGoとタッグを組んで古力に勝った連笑は「とにかく楽しい。試合中、本当に最高の気分だった」と感想をもらした。第3局もAlphaGoは柯潔に勝ち3局全勝となった。柯潔は負けが確定したときに席を外し、戻った際に涙を拭いた。デミス・ハサビスは「人間との対局はこれを最後とする」と発表した。2018年現在、アルファ碁がプロ棋士と対局したのはこの柯潔との対局が最後となっている。中国政府の検閲をめぐって検索サービスを撤退させたGoogleにとって中国市場再進出を企図して2010年以来の中国政府と協力したイベントだったものの、中国メディアは予定されていた中継を中止してAlphaGoと柯潔の対局を報じた際には海外向けを除いてGoogleのことに触れなかった。一方で中国固有の文化たる囲碁への影響を中国政府は考慮したとの見方もある。なお、後の2017年12月13日にGoogleはアジア初の人工知能研究センターを中国の北京に開設すると発表し、AlphaGoと柯潔の対戦も影響したとされる。