Efter at Jim Jeffords trak sig tilbage fra senatet i 2006 blev Sanders senator, da han vandt valget til senatet med 65 % af stemmerne. I løbet af valgperioden støttede daværende senator Barack Obama Sanders og førte kampagne sammen med ham i Vermont.
Sanders har været en førende stemme i spørgsmål som indkomstulighed, klimaforandringer og reform af kampagnefinansiering. Sanders fortsatte med at være en stor kritiker af masseovervågningspolitikker som f.eks. Patriot Act.
Den 10. december 2010 holdt Sanders en 8½ times tale mod Tax Relief, Unemployment Insurance Reauthorization, and Job Creation Act of 2010. Efter talen ønskede folk, at Sanders skulle være præsidentkandidat ved præsidentvalget i 2012.
Sanders' filibuster blev udgivet i februar 2011 af Nation Books som The Speech: A Historic Filibuster on Corporate Greed and the Decline of Our Middle Class: "A Historic Filibuster on Corporate Greed and the Decline of Our Middle Class".
I 2012 blev han genvalgt med næsten 71 % af stemmerne og slog republikaneren John MacGovern.
Den 3. januar 2013 blev Sanders formand for det amerikanske senats udvalg for veteranananliggender. Efter at hans periode som formand sluttede den 3. januar 2015 blev Sanders medlem af Senatets budgetudvalg. Sanders fremsatte forslag om at hæve mindstelønnen, stoppe indkomstuligheden og øge udbetalingerne til socialsikringen.
Sanders er det længst siddende uafhængige medlem af Kongressen i USA's historie. I november 2015 skiftede Sanders parti og blev medlem af det demokratiske parti. Den 26. juli 2016, dog kort tid efter at have tabt den demokratiske præsidentkandidatur, sagde Sanders, at han ville sidde som uafhængig i Senatet.
Efter Donald Trumps sejr ved præsidentvalget i 2016 accepterede Sanders hans sejr og lovede at arbejde sammen med Trump.
Den 4. januar 2017 viste Sanders i Senatet et stort udsnit af et tweet fra den nyvalgte præsident Trump fra maj 2015, hvor Trump sagde, at han var den "første og eneste potentielle kandidat fra GOP", der var imod nedskæringer i Social Security, Medicare og Medicaid, og citerede det som det, Trump appellerede til de ældre vælgere om at vælge ham på.
I Los Angeles den 19. februar kaldte Sanders Trump for "en patologisk løgner". Han lovede at besejre "Trump og Trumpismen og den republikanske højrefløjsideologi".
Den 30. marts, to dage efter at præsident Trump havde underskrevet en bekendtgørelse om "energiuafhængighed", kaldte Sanders Trumps valg om at fokusere på jobskabelse frem for klimaforandringer for "meningsløst, dumt og farligt".
Sanders var imod udnævnelsen af Neil Gorsuch til Højesteret. Han skitserede sine problemer med Gorsuch i en optræden den 4. april 2017 på Senatets gulv. Sanders sagde, at han troede, at Gorsuch ville støtte fjernelsen af restriktioner på kampagnefinansiering og ville stemme for at omstøde Roe v. Wade.
Den 7. april 2017 viste Sanders sin misbilligelse af præsident Trumps beordrede luftangreb fra dagen før: "Hvis der er noget, vi burde have lært af krigene i Irak og Afghanistan, hvor tusindvis af modige amerikanske mænd og kvinder og hundredtusindvis af civile irakere og afghanere har mistet livet og brugt billioner af dollars, så er det, at det er lettere at komme ind i en krig end ud af en."
I maj 2017 støttede Sanders Labour-oppositionsleder Jeremy Corbyn ved parlamentsvalget i Storbritannien i 2017.
Den 11. juni 2017 var Sanders hovedtaler på People's Summit i Chicago, Illinois. I sin tale talte Sanders om en plan, der "kan forbedre og udvide kampagner om emner og holde alle valgte embedsmænd ansvarlige over for folkets krav om retfærdighed, lighed og frihed". Under sin tale kritiserede han gentagne gange det demokratiske parti og kaldte det en "absolut fiasko" og gav det skylden for valget af præsident Donald Trump og vicepræsident Mike Pence.
Jeg bliver ofte spurgt af medierne og andre: Hvordan kunne det ske, at Donald Trump, den mest upopulære præsidentkandidat i vores lands moderne historie, vandt valget? Og mit svar er - og mit svar er, at Trump ikke vandt valget; det demokratiske parti tabte valget. Lad os - lad os være meget, meget tydelige: Det Demokratiske Partis nuværende model - den nuværende model og den nuværende strategi - er en absolut fiasko. Det er ikke - det er ikke min mening. Dette er fakta. Vi fokuserer meget på præsidentvalget, men vi må også forstå, at Demokraterne har tabt det amerikanske hus og det amerikanske senat. Republikanerne kontrollerer nu næsten to tredjedele af guvernørposterne i hele landet. Og i løbet af de sidste ni år har Demokraterne mistet næsten 1.000 lovgivningsmæssige pladser i stater over hele landet. I dag - i næsten halvdelen af USA's stater har det demokratiske parti næsten ingen politisk tilstedeværelse overhovedet. Hvis det ikke er en fiasko, hvis det ikke er en fejlslagen model, så ved jeg ikke, hvad en fejlslagen model er.
Den 12. juni 2017 nåede de amerikanske senatorer til enighed om en lovgivning om nye sanktioner mod Rusland. Lovforslaget blev kun modsat af Sanders og republikaneren Rand Paul. Den 14. juni 2017 skød og sårede James T. Hodgkinson, en tilhænger af Sanders under hans præsidentvalgkampagne, fire personer, herunder flertalsformand i Repræsentanternes Hus Steve Scalise fra Louisiana. Timer senere reagerede Sanders på Capitol Hill på nyheden om, at Hodgkinson var en frivillig kampagnemedarbejder under hans præsidentvalgkamp i 2016:
Jeg er væmmelig over denne afskyelige handling. Lad mig sige det så klart som muligt: Vold af enhver art er uacceptabel i vores samfund, og jeg fordømmer denne handling på det kraftigste. Virkelig forandring kan kun ske gennem ikke-voldelige handlinger, og alt andet er i modstrid med vores dybt forankrede amerikanske værdier.
I september 2017 fremlagde Sanders loven United States National Health Care Act, som ville skabe et sundhedsvæsen med en enkelt betalende sundhedsordning, der betales af den amerikanske regering. Planen, der også er kendt som "Medicare For All", blev støttet af den tidligere præsident Barack Obama i september 2018.
Den 12. oktober 2017 blev Sanders annonceret som en af hovedtalerne til et konvent om kvinders rettigheder i Detroit, Michigan. Men en uge senere aflyste Sanders sin optræden på konventet, så han kunne rejse til Puerto Rico og hjælpe med at redde folk fra skaderne efter orkanen Maria.
I november 2017, efter at Paradise Papers blev lækket, advarede Sanders om "et internationalt oligarki" og beskyldte korrupte milliardærer og virksomheder for at forsøge at undgå at betale skat og kaldte det uretfærdigt.
Den 1. januar 2018 indsatte Sanders Bill de Blasio i sin anden borgmesterindsættelse som borgmester i New York City. Den 20. januar 2018 stemte Sanders imod et budgetforslag fra kongressen, hvilket førte til den føderale regeringslukning i 2018, som varede to dage og sluttede den 22. januar. Om sin stemme sagde Sanders på Twitter:
Republikanerne kontrollerer Repræsentanternes Hus, Senatet og Det Hvide Hus. De skal vedtage et årsbudget, ikke flere en-måneds-fortløbende resolutioner. Vi har brug for en topartiløsning på de økonomiske kriser, som middelklassen står over for, på den DACA-krise, som Trump har skabt, og på katastrofehjælp.
Sanders gav et online svar på Trumps tale om Unionens tilstand i januar 2018, hvor han kaldte Trump "uærlig" og kritiserede ham for at skabe "en truende indvandringskrise" ved at afslutte programmet "Deferred Action for Childhood Arrivals".
I marts 2018 forlod mange elever deres skoler som følge af skuddramaet på Marjory Stoneman Douglas High School i Parkland, Florida, og krævede våbenkontrol og sikkerhed i skolerne. Sanders sluttede sig til protesten uden for USA's Capitol og roste demonstranterne for at "føre [USA] i den rigtige retning", mens han kritiserede National Rifle Association.
Sanders blev nævnt som en del af "Hell-No Caucus" af Politico i april 2018 sammen med senatorerne Cory Booker, Kirsten Gillibrand, Elizabeth Warren og Kamala Harris, som alle stemte for at afvise Trumps kandidater til administrationsposter, herunder Jeff Sessions, Kirstjen Nielsen, Rex Tillerson, Betsy DeVos og Mike Pompeo.
Den 9. maj 2018 foreslog Sanders Workplace Democracy Act, et lovforslag, der vil øge arbejdstagerrettighederne ved at gøre det lettere for arbejdstagere at melde sig ind i en fagforening og gøre det sværere at opløse fagforeninger. Det blev støttet af flere demokratiske senatorer, herunder Elizabeth Warren, Kirsten Gillibrand, Tammy Baldwin og Sherrod Brown.
Den 14. august 2018 vandt Sanders den demokratiske nominering til senator med 94 % af de primære stemmer. Inden primærvalgene sagde Sanders dog, at han ikke ville acceptere den demokratiske nominering og stille op som uafhængig.
I august 2018 kritiserede Sanders Amazon-stifteren Jeff Bezos' rigdom og kritiserede, at Amazons ansatte fik mindre end mindstelønnen og levede under dårlige forhold, mens Bezos forøgede sin formue. I september 2018 fremlagde Sanders lovforslaget "Stop BEZOS", som ville fokusere på at øge arbejdslønnen for Amazon- og Walmart-arbejdsgivere og beskatte Bezos og andre højere embedsmænd i virksomheden hårdt. I oktober 2018 meddelte Bezos, at virksomheden ville betale alle ansatte i USA mindsteløn, og mange mener, at Sanders er årsagen hertil.
I oktober 2018 fremsatte Sanders et lovforslag om at opløse store banker som JPMorgan Chase, Wells Fargo, Goldman Sachs og Bank of America. Lovforslaget ville give den føderale regering mulighed for at opløse banker, der har en værdi på 3 % af det amerikanske BNP, hvilket svarer til ca. 584 mia. dollar.
I november 2018 blev Sanders genvalgt til Senatet med næsten 68 % af stemmerne.
I september 2018 offentliggjorde The Guardian to indlæg om behovet for et progressivt samarbejde for at udfordre den stigende trussel fra globalisme og autoritarisme, hvoraf det ene var skrevet af Sanders og det andet af den europæiske progressive Yanis Varoufakis. I slutningen af oktober annoncerede Varoufakis den kommende lancering af Progressives International den 30. november i Vermont sammen med Sanders. Den tidligere brasilianske præsidentkandidat fra 2018, Fernando Haddad, sluttede sig til bevægelsen.
I december 2018 støttede Sanders sammen med senatorerne Chris Murphy og Mike Lee et lovforslag om at bruge krigsfuldmagtsresolutionen fra 1973 til at stoppe USA's støtte til den saudiarabisk ledede militærintervention i Yemen. I første omgang støttede Senatet ikke lovforslaget, men efter mordet på Jamal Khashoggi i oktober 2018 fik lovforslaget topartiske medsponsorer, og Senatet vedtog lovforslaget med en afstemning på 56-41 den 13. december.
I marts 2019 underskrev Sanders sammen med syv andre kongresmedlemmer som Elizabeth Warren og Alexandria Ocasio-Cortez et løfte skrevet af veteraner og deres familier om at bringe en "ansvarlig" afslutning på amerikanske militærinterventioner rundt om i verden.
Den 5. februar 2020 stemte Sanders for at dømme præsident Donald Trump i hans rigsretssag om rigsretssag.
I december 2020 pressede Sanders sammen med den republikanske senator Josh Hawley fra Missouri på for at få en check på 1.200 USD til alle arbejdsløse amerikanere, der blev ramt af COVID-19-pandemien i USA.
Da Demokraterne fik kontrol over Senatet ved valget i 2020, blev Sanders formand for Senatets budgetudvalg den 20. januar 2021. Han sagde, at han ville gøre et lovforslag om COVID-19-lettelse med en stimuluscheck på 2.000 dollars og en forhøjelse af mindstelønnen til 15 dollars i timen til sit hovedmål.
Den 23. februar 2021 blev Sanders den første senator i den demokratiske gruppe, der ikke støttede en af Bidens udnævnelser til minister, da han stemte imod Tom Vilsacks udnævnelse til landbrugsminister.
Sanders siges at have indflydelse på Joe Bidens administration. Da han blev nævnt, at han var blevet en vigtig stemme i Bidens administration, svarede han: "Som en person, der skrev en bog med titlen Outsider in the House, ja, det er en mærkelig oplevelse at have den slags indflydelse, som vi har nu". Deres forhold har varet i over 30 år, og Sanders har sagt, at det skyldes, at de begge respekterer og stoler på hinanden: "Vi har haft et godt forhold. Han ønsker at være en forkæmper for arbejderfamilier, og det beundrer og respekterer jeg".
I april 2022 blev det rapporteret, at Sanders var interesseret i at stille op til præsidentvalget igen i 2024, hvis præsident Joe Biden beslutter sig for ikke at stille op til genvalg.
Senat Popularitet
I august 2011 fandt Public Policy Polling, at 67 % af amerikanerne støttede Sanders. Det gjorde ham til den tredje mest populære senator i landet. I en meningsmåling foretaget af Fox News i marts 2017 fandt man, at Sanders var den mest populære senator eller politiske person i USA med en godkendelsesprocent på 61 %.
En Harvard-Harris-undersøgelse, der offentliggøres hvert år i april, viser, at Sanders er den mest populære aktive politiker i landet. Ifølge den samme meningsmåling er Sanders den mest populære senator i landet.
Udvalgsopgaver
Fra 2021[opdatering] har Sanders følgende udvalgsposter:
- Budgetudvalget (formand)
- Udvalget om Miljø og Offentlige Arbejder
- Underudvalget om ren luft og nuklear sikkerhed
- Underudvalget om grønne job og den nye økonomi
- Underudvalget om transport og infrastruktur
- Udvalget om Energi og Naturressourcer
- Underudvalget om energi
- Underudvalget om nationalparker
- Underudvalget om vand og elektricitet
- Udvalget om sundhed, uddannelse, arbejde og pensioner
- Underudvalget om børn og familier
- Underudvalget om primær sundhed og aldring
- Udvalget om Veterananliggender (tidligere formand)