В 1971 Бентсен был избран сенатором от Техаса, победив Джорджа Буша-старшего, переизбирался в 1976, 1982, 1988. В 1976 Бентсен боролся за номинацию от Демократической партии на президентских выборах, но проиграл Джимми Картеру, избранному президентом. В 1984 был одним из возможных кандидатов на пост вице-президента в паре с Уолтером Мондейлом, но избрана была Джеральдина Ферраро.
В 1988 кандидат в президенты Майкл Дукакис предложил Бентсону место кандидата в вице-президенты на выборах. Впрочем, победу одержал республиканец Буш-старший, а вице-президентом стал Дэн Куэйл. Во время дебатов с Куэйлом перед этими выборами Бентсен сказал оппоненту знаменитую фразу: «Вы не Джек Кеннеди, сенатор».
В 1993—1994 Бентсен, покинув Сенат, занимал пост Секретаря Казначейства в администрации Клинтона. В 1998 Бентсен перенёс два удара и через восемь лет умер. Его политическая платформа была умеренной: так, он был либерален в вопросах абортов, но выступал за смертную казнь.