O Senado ocupou papel crucial na história da redemocratização da política nacional.
Com a Proclamação da República, em 15 de novembro de 1889, o governo provisório dissolveu o Senado e a Câmara e fixou para 15 de setembro de 1890 a eleição para a nova assembleia constituinte. Dois meses depois, esta foi instituída, com a presença de 205 deputados e 63 senadores. Em fevereiro de 1891, a Assembleia aprovou a primeira Constituição republicana do Brasil, com a determinação de que os senadores, deixando de ser vitalícios, passavam a ser eleitos para mandatos de nove anos.
Com o advento da República, a atividade legislativa tornou-se mais intensa, com o Senado assumindo um protagonismo que levou, por exemplo, à aprovação do Código Civil Brasileiro. No início da República destacaram-se, particularmente, os senadores Rui Barbosa, Campos Sales, Prudente de Morais, Pinheiro Machado e Epitácio Pessoa.
Um revés significativo para o Senado Federal ocorreu com a Revolução de 1930, quando o movimento liderado por Getúlio Vargas operou uma ruptura institucional, dissolvendo o Congresso Nacional, em 11 de novembro de 1930. A Constituição de 1934 restaurou o Poder Legislativo, com Câmara dos Deputados e Senado Federal; e simultaneamente determinou que seria indireta a eleição imediatamente seguinte do presidente da República. Em 17 de julho de 1934, Getúlio Vargas foi eleito. Mesmo com o restabelecimento do Congresso Nacional, composto por duas casas legislativas, o Senado Federal não reiniciou seus trabalhos, pois a própria Constituição de 1934 determinou a transformação da até então Assembleia Nacional Constituinte, em Câmara dos Deputados; e esta, por sua vez, passou a exercer, cumulativamente, as funções do Senado Federal. A eleição seguinte dos parlamentares federais – para Câmara e Senado – ficou marcada para janeiro de 1935. Com isso, somente em 3 de maio de 1935, o Senado reiniciou sua legislatura ordinária.
Nova ruptura institucional ocorreu em 10 de novembro de 1937, sendo desta vez mais grave, com a supressão do Congresso Nacional até setembro de 1946, quando o Senado volta a funcionar.
Após pressões da sociedade pelo fim do Estado Novo, a retomada da democracia se iniciou com a Lei Constitucional nº 9, de 28 de fevereiro de 1945, que previu a marcação de eleições. Em maio daquele ano, foi decretado o Código Eleitoral, com a previsão de eleições, em dezembro de 1945, para a Presidência da República e para o Parlamento Nacional. Em 29 de outubro desse mesmo ano, Getúlio Vargas foi deposto pelo Alto Comando do Exército, sendo substituído pelo então presidente do Supremo Tribunal Federal, José Linhares, até que este entregasse o posto ao novo eleito, o presidente Eurico Gaspar Dutra, em janeiro de 1946.
A Constituição de 1946 trouxe de volta, efetivamente, o bicameralismo e a independência dos poderes, e o Senado voltaria a desempenhar seu papel pleno na Federação.
Na década de 1960, o Senado voltou a se destacar na crise institucional criada com a renúncia do presidente Jânio Quadros: em 25 de agosto de 1961, o presidente do Congresso, senador Auro de Moura Andrade, deu posse ao vice-presidente, João Goulart, em sessão do Congresso Nacional, em 7 de setembro do mesmo ano.
A posse de João Goulart como presidente da República acarretou consequências valiosas para a ampliação das prerrogativas do Legislativo. Até então, o vice-presidente da República ocupava o cargo de presidente do Congresso Nacional. A partir de 1961, tal função passou a ser exercida pelo presidente do Senado. O primeiro senador a desfrutar dessa situação foi Auro de Moura Andrade, em 1961.
Entretanto, novo rompimento institucional, com o golpe de 1964, atingiu fortemente o Parlamento. Atos institucionais foram editados, direitos políticos foram suspensos e mandatos foram cassados, como o do senador por Goiás, Juscelino Kubitschek. Em outubro de 1965, o Ato Institucional nº 2 estabeleceu o bipartidarismo no Brasil, com a Aliança Renovadora Nacional (Arena) e o Movimento Democrático Brasileiro (MDB). No dia 20, desse mesmo mês, o General Castelo Branco determinou o “recesso” no Congresso Nacional e, no dia seguinte, as tropas das Forças Armadas ocuparam o prédio do Congresso Nacional. O Ato Institucional nº 4 permitiu que o Congresso Nacional se reunisse extraordinariamente para aprovar a nova Constituição de 1967, alterada em 1969.
Com todas as limitações à vida política, às eleições e ao fortalecimento da representação, em 1974, o Senado Federal voltou a ocupar papel fundamental para a futura redemocratização do país: 16 senadores foram eleitos pelo MDB e 6, pela Arena, significando a primeira grande derrota da ditadura, fortalecendo a oposição no regime militar. Em 1977, pela terceira vez, o Congresso Nacional foi fechado pelo então presidente Ernesto Geisel, fato que se deu apesar dos esforços contrários do presidente do Senado, senador Petrônio Portela. A motivação alegada pelo general Geisel foi a de uma suposta afronta, pois o Congresso Nacional rejeitou o texto da reforma do Judiciário.
Não obstante tantos entraves ao perfeito funcionamento do Legislativo, várias leis importantes para a sociedade foram aprovadas no Congresso, mesmo antes da redemocratização. Em 1977, foi instituído o divórcio no Brasil, por lei de autoria do senador Nelson Carneiro. Em 1979, a Lei de Anistia permitiu a volta dos exilados ao país, sendo a primeira lei de transição para o governo democrático. Também em 1979, chegou ao fim o bipartidarismo imposto pelo regime militar e novas organizações partidárias surgem.
Nesse período, ganhou maior dimensão o clamor da sociedade pelo retorno à democracia. As manifestações pela volta do estado de direito culminaram na campanha “Diretas Já”. Entretanto, apesar do pedido das ruas, a proposta de emenda à Constituição foi rejeitada em 1984 pelo Plenário do Congresso Nacional.
No ano seguinte, em 1985, o senador Tancredo Neves foi eleito pelo colégio eleitoral, tendo por vice o senador José Sarney.
Atualmente o Senado é presidido pelo amapaense senador Davi Alcolumbre (DEM/AP).
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