Năm 2003, thành phố đã đạt dân số 1.020.676 người với mật độ 1302,65 người/km² (tổng diện tích 788,09 km²). Hầu hết mọi cư dân thành phố sống trong vùng đô thị nơi gần các ga xe lửa và xe điện ngầm. Cuộc điều tra dân số quốc gia năm 2000 đã cho thấy 88,5% dân số thành phố này (892.252 người) sống trong một diện tích 129,69 km² (bằng 16,6% tổng diện tích thành phố). Mật độ dân ở khu vực này là 6879,9 người/km², gấp 5 lần mật độ dân số thành phố (lúc đó là 1286,6 người/km²). Có khoảng 10.000 người ở Sendai không phải là công dân Nhật.

Trong năm 2004, Sendai có 440.759 hộ gia đình. Trung bình một gia đình có khoảng 2,33 thành viên. Các hộ gia đình đã trở nên nhỏ bé hơn so với trước đây, do thực tế là mỗi hộ chỉ có 1 thành viên, hoặc 1 đứa con. Tuổi trung bình của Sendai là 38,4; một trong những thành phố trẻ nhất của Nhật.