센다이시 교통국이 운영하는 센다이시 지하철의 두번째 지하철 노선이다.

해발 0m에 가까운 해안 근처의 종점에서 해발 136m 산 중턱까지 노선이 뻗어있고 중간중간 산을 가로지르기 때문에 노선의 고저차와 경사가 실로 막장이다. 최고 경사가 무려 60퍼밀로 일반 철도로는 도저히 대응 불가능한 수준. 따라서 터널을 작게 파서 돈을 아낄 겸 하여 선형유도모터를 이용한 전동차를 운행하고 있다. 사실 이 노선을 계획하는 과정에서도 "그럴 돈 있으면 딴 데 쓰는 게 낫다", "적자 노선이 될 것이다" 등의 이유로 건설 반대여론이 만만치 않아서 이런 식으로 돈을 아껴야만 하기도 했다.

도자이선 개통 이후 버스와 지하철에 icsca 단말기가 설치되어 교통카드 및 정기권을 이용할 수 있게 되었다. 이전에는 자기 카드(SF 카드)를 사서 승차하기 전에 리더기에 넣었다 뺀 뒤, 내릴 때 현금인식요금함에 삽입하는 방식이었는데 icsca가 생기며 폐지되었다. 여전히 뒤에서 타서 정리권 뽑고 나갈때 요금함에 돈 집어넣는건 그대로다.

2003년 도자이선 사업이 허가를 받았으며, 사업의 명칭은 '센다이 광역도시계획 도시고속철도 제4호 센다이시 고속철도 도자이선'이었다. 2005년에 공사시행 허가를 받아 2007년 착공되었다. 2011년 3월 도호쿠 대지진으로 공사가 중단되었지만 9월 1일 전구간 공사가 재개되었다. 2013년 12월 24일에는 역명이 확정되었다.

2015년 12월 6일 개통되었다. 개통 이후 도자이선 인근 버스 노선은 전부 폐지 및 노선 변경이 이루어졌다. 그러나 지하철 차량 폭이 약 2.5m로 매우 좁기 때문에 아침 통학 및 출근 시간에는 2호선 뺨치는 지옥철이 되어버린다. 이에 센다이시 및 도호쿠대학 측에서 아침 한정으로 city bus 운영 및 대안 교통 수단등을 마련했다.

일본 내에서는 이 노선이 일본의 마지막 신설 지하철 노선이 될 것이라는 전망이 있다. 기존 노선의 연장이나 경전철, 광역철도만이 일부 계획되어 있을 뿐. 사실 이 현상은 기존 대규모 궤도 교통이 충분히 갖춰져 있고, 교외화와 저출산으로 도시 인구 증가 가능성이 낮은 대부분의 선진국에서 비슷하게 일어나고 있는 현상이다. 오일 쇼크 이후 대중교통 수요가 급격히 늘어난 미국도 신규 사업은 통근 철도와 경전철(Light Rail)[1]을 중심으로 진행되고 있으며, 현재 진행중인 2개의 사업(뉴욕 지하철 T선, 로스앤젤레스 메트로 퍼플 라인)을 제외하면 앞으로 수십년간 신규 중전철 도시철도 사업이 없을 것이라는 전망이 있다.

멀리 볼 것도 없이 대한민국의 특별시와 광역시들도 90년대 중반 까지만 했어도 지금보다 더 많은 신규 지하철 노선 계획이 있었지만[2], 현재는 상당수가 백지화 되거나 형태가 변형되었다[3]. 물론 이것은 외환위기의 영향이 제일 크긴 했지만, 도심인구가 외곽으로 분산되는 추세에 따라 시내에서만 뺑뺑이 도는 도시철도 노선보다는 광역철도 건설[4]이나 기존 노선의 시외연장[5], 지선격 노선 건설[6]에 더 신경을 쓰게 된 것도 있다.