Bei der Wahl 1992 wurde Menendez zum Nachfolger des nicht mehr antretenden Frank Joseph Guarini ins US-Repräsentantenhaus gewählt, nachdem der ohnehin für Demokraten günstig strukturierte Wahlbezirk durch Neuziehung der Grenzen („Redistricting“) eine starke hispanische Dominanz erhalten hatte. Von Januar 1993 bis Januar 2006 vertrat Menendez den 13. Kongresswahlbezirk New Jerseys im Kongress. In seiner Zeit im Repräsentantenhaus stieg Menendez schnell in die Führung der demokratischen Fraktion auf, als er 1999 zum Vizevorsitzenden des House Democratic Caucus, damals die vierthöchste Position bei den Demokraten, und 2003 zum Vorsitzenden des House Democratic Caucus, weshalb er damals der dritthöchste Demokrat nach House Minority Leader Nancy Pelosi und House Minorty Whip Steny Hoyer im Repräsentantenhaus war, gewählt wurde. Im Januar 2006 wurde er vom ehemaligen US-Senator und neu gewählten Gouverneur New Jerseys, Jon Corzine, ernannt, dessen bisherigen vakanten Sitz im Senat zu übernehmen. Bei der regulären Senatswahl im November 2006 gewann Menendez klar gegen seinen republikanischen Kontrahenten Tom Kean und siegte auch bei der folgenden Wahl 2012 mit 59 Prozent der Stimmen über seinen republikanischen Herausforderer Joe Kyrillos (39 Prozent).