仙台市地下鉄南北線
全列車が、泉中央駅 - 富沢駅間を通しで運転される。運行間隔は、平日日中と土・休日(早朝と深夜を除く)が8〜10分間隔、平日朝ラッシュ時が3〜4分間隔、平日夕ラッシュ時が5分半間隔となっている。
なお終電は、仙台駅発車時刻が富沢行・泉中央行ともに23:59である。2023年7月1日のダイヤ改正以前は、金曜日と金曜が祝日となる場合の木曜日に限り、その日に運行される東京駅発東北新幹線の臨時列車「やまびこ249号」(仙台駅23:52着)との連絡を目的に、富沢行・泉中央行24:11発の列車が運転されていた。
北仙台からは平地部分の地下となる。当線における最高速度75km/hに達する区間。
北仙台地区は仙台城下町の北端に当たる。奥州街道(後の国道4号)が通り、仙台鉄道と国鉄が駅を設置し、仙台鉄道廃止後は宮城交通のバスターミナルともなって仙台の北の交通の要衝だった。現在、北の交通ターミナルの地位は泉中央に譲っている。
地下鉄開業前からマンションがいくつもあったが、地下鉄の開業で北仙台 - 北四番丁の地区はマンション林立地区に変化した。但し物販は最寄り品が中心で、買回品や専門品の商業の集積はあまりない。