Im Juni 2008 wurde Franken in der parteiinternen Vorwahl mit 65 Prozent der Stimmen zum Kandidaten der Demokraten in Minnesota (DFL) gekürt; seine teilweise freizügigen früheren Äußerungen und Texte wurden ihm im Wahlkampf zum Vorwurf gemacht. Nach einem erbittert und hart geführten Wahlkampf – Franken hatte 20 Millionen Dollar eingeworben, mehr als jeder andere Herausforderer in diesem Senatswahljahr – trennten Franken und Coleman bei der Hauptwahl im November nur wenige hundert Stimmen, was nach den Bestimmungen in Minnesota eine langwierige Neuauszählung der Stimmen notwendig machte. Diese ergab einen Vorsprung Frankens von 225 Stimmen, woraufhin Coleman Rechtsmittel einlegte. Die Überprüfung durch ein Bezirksgericht und die Wertung zusätzlicher Briefwählerstimmen ergaben einen Vorsprung Frankens von 312 Stimmen. Nachdem der Oberste Gerichtshof Minnesotas dieses Ergebnis am 30. Juni 2009 bestätigt hatte, erklärte Coleman den Verzicht auf weitere Rechtsmittel und gratulierte Franken zu seinem Wahlsieg. Nach der Unterzeichnung des Beglaubigungsschreibens durch Gouverneur Tim Pawlenty wurde Franken am 7. Juli 2009 vereidigt. Er hielt dabei die Hand auf der Bibel seines „politischen Helden“ Wellstone.