La réforme du Sénat adoptée en juillet 2003 (loi organique n° 2003-696 du 30 juillet 2003 portant réforme de la durée du mandat et de l’âge d’éligibilité des sénateurs ainsi que de la composition du Sénat et loi n° 2003-697 du 30 juillet 2003 portant réforme de l’élection des sénateurs) a modifié la composition de la haute assemblée, la durée du mandat sénatorial, l’âge d’éligibilité des sénateurs ainsi que le mode de scrutin. Elle a été complétée par la loi n° 2004-404 du 10 mai 2004 actualisant le tableau de répartition des sièges de sénateurs et certaines modalités de l’organisation de l’élection des sénateurs.
Depuis 2007, la loi n° 2007-224 du 21 février 2007 portant dispositions statutaires et institutionnelles relatives à l'outre-mer a créé deux nouvelles collectivités d'outre-mer (COM), les collectivités de Saint-Barthélemy et de Saint-Martin, désormais distinctes de la Guadeloupe. Pour tenir compte de ces modifications, la loi organique n° 2007-223 du 21 février 2007 portant dispositions statutaires et institutionnelles relatives à l'outre-mer a créé deux sièges de sénateurs (à Saint-Barthélemy et à Saint-Martin).
La loi organique n° 2011-410 du 14 avril 2011 relative à l’élection des députés et sénateurs actualise notamment le régime des inéligibilités et des incompatibilités parlementaires et abaisse l'âge d'éligibilité des sénateurs de trente à vingt-quatre ans. La loi n° 2011-412 du 14 avril 2011 portant simplification de dispositions du code électoral et relative à la transparence financière de la vie politique a modifiée les règles de relatives à la campagne électorale. Elle a en effet introduit l’obligation pour les candidats aux élections sénatoriales de se soumettre aux règles relatives au financement des campagnes électorales (art. L. 52-3-1 à L. 52-18) et de déclarer un mandataire financier (art. LO 138-1).
La loi n° 2013-702 du 2 août 2013 relative à l'élection des sénateurs a modifié la répartition entre les circonscriptions dans lesquelles les sénateurs sont élus au scrutin majoritaire à deux tours et celles où ils sont élus au scrutin à la représentation proportionnelle à un tour. Le scrutin majoritaire s'applique désormais à toutes les circonscriptions élisant 1 ou 2 sénateurs (contre 1 à 3 sénateurs auparavant). La composition du collège électoral des sénateurs a également été modifiée en y ajoutant les sénateurs.
Jusqu’à septembre 2004, le Sénat était composé de 321 sénateurs. Ce nombre a été porté à 331 au renouvellement du 26 septembre 2004, 343 après le renouvellement de septembre 2008 et 348 en 2011.
Les sénateurs sont élus pour un mandat de 6 ans renouvelable.
Le renouvellement partiel du Sénat continue d'être triennal (tous les 3 ans) mais porte désormais chaque fois sur la moitié des sièges. Pour assurer le passage d’un renouvellement par tiers tous les trois ans, à un renouvellement par moitié tous les trois ans, la loi organique a confié au bureau du Sénat le soin de répartir par tirage au sort les sièges de la série C, renouvelable en 2004, entre les séries 1 et 2, respectivement renouvelables en 2011 et 2014.
Il résulte du tirage au sort que les sièges des départements du « Bas-Rhin à Yonne sauf Seine-et-Marne » sont rattachés à la série 2 renouvelable en 2014. Les sénateurs de ces départements ont été élus en 2004 pour 9 ans. Les sièges d’Ile-de-France, de Guadeloupe, de Martinique, de Mayotte et de Saint-Pierre-et-Miquelon sont rattachés à la série 1 renouvelés en 2011. Les sénateurs de ces départements et collectivités ont été élus en 2004 pour six ans.
Les membres du collège électoral sénatorial, lorsqu’ils sont députés, conseillers régionaux, conseillers à l’assemblée de Corse ou conseillers généraux peuvent, en cas d’empêchement, exercer, sur leur demande, leur droit de vote par procuration.
Un intervalle de six semaines au moins doit séparer la désignation des délégués des conseils municipaux et leurs suppléants et l’élection des sénateurs.
Pour ce qui concerne les déclarations de candidature, tout changement de composition d’une liste ne peut être effectué que par retrait de celle-ci et le dépôt d’une nouvelle déclaration. De plus, la déclaration de retrait doit comporter la signature de l’ensemble des candidats de la liste. Enfin, le retrait d’une liste ne peut intervenir après l’expiration du délai prévu pour le dépôt des déclarations de candidatures.
La liste d’émargement est constituée par la copie, non plus du tableau des électeurs sénatoriaux, mais de la liste des électeurs sénatoriaux du département. L’amende pour non participation sans excuse valable au scrutin sénatorial est portée de 45 à 100 €.
L’âge d’éligibilité des sénateurs est abaissé de 30 à 24 ans.
La loi organique du 14 avril 2011 a fixé une nouvelle liste des personnes inéligibles au mandat de sénateur, en raison de l’exercice de fonctions susceptibles d’influencer les électeurs.
L’article L. 306 du code électoral, qui limitait à 6 semaines la période pendant laquelle pouvait se dérouler les réunions électorales, a été abrogé.
Les sénateurs sont toujours élus au suffrage universel indirect, dans chaque département, par un collège électoral formé des députés, des conseillers régionaux, des conseillers généraux et des délégués des conseillers municipaux et incluant également désormais les
sénateurs.
Le mode de scrutin varie toujours suivant le nombre de sièges de sénateurs dévolus au département. Le scrutin majoritaire ne devient applicable que dans les départements et collectivités élisant un ou deux sénateurs (contre 1 à 3 précédemment). Le scrutin est
proportionnel dans les départements élisant trois sénateurs ou plus.
Dans les départements élisant des sénateurs au scrutin majoritaire :
Dans les départements où l’élection a lieu à la représentation proportionnelle, chaque liste doit être composée alternativement d’un candidat de chaque sexe.
La date limite de dépôt des candidatures a été avancée passant du deuxième au troisième vendredi précédent le scrutin.