Lieberman werd in 1989 senator, en zou dat blijven tot 2013. Hij beschouwde zichzelf als een Democraat, al kreeg hij formeel niet altijd de steun van die partij. In 2006 lukte het hem niet om de voorverkiezingen te winnen en nam hij met zijn eigen partij deel. Hij werd alsnog verkozen, waarna hij zich aansloot bij de Democratische ‘caucus’, min of meer vergelijkbaar met een fractie in Nederland.

In 2000 was Lieberman kandidaat voor het vicepresidentschap van de Verenigde Staten. Presidentskandidaat Al Gore verloor de verkiezingen uiteindelijk van George W. Bush. Vier jaar later stelde Lieberman zich kandidaat voor het presidentschap, maar hij strandde tijdens de voorverkiezingen.