Løberg ble innvalgt som stortingsrepresentant for Arbeiderpartiet i stortingsvalget 1945. I de to første periodene representerte han valgkretsen Kjøpstedene i Telemark og Aust-Agder fylker; etter at valgordningen («bondeparagrafen») bl endret i 1952, representerte han Telemark. I etterkrigstiden markerte han seg på Arbeiderpartiets venstrefløy, blant annet som NATO-motstander. I sin periode som stortingsmann gjorde han også tjeneste som innpisker for Arbeiderpartiets stortingsgruppe.