E721系は仙台空港アクセス線直通用及び仙台地区の455系・457系・717系・417系・719系の置き換え用として、2006年から2017年にかけて、アクセス線直通用の500番台4編成8両、2両編成の0番台44編成88両、4両編成の1000番台19編成76両が製造されました。
ステンレス製の3扉セミクロスシート車で、低床ホームに対応すべく従来車より低床化しステップレス化を実現しています。701系との併結にも対応しています。
2017年3月からの磐越西線での運用開始に伴い、P-10～18編成がワンマン対応車となりました。またP-12編成は2020年3月より一部指定席車となっています。