Han ble valgt til Senatet i 1979 som republikansk delegat fra California da han vant over den sittende demokraten John V. Tunney. Hayakawa satt fra 3. januar 1977 til 3. januar 1983, men hans periode gikk ganske ubemerket hen (fordi han var begynt å bli aldersdement.) Etter en episode hvor han sovnet ved pulten sin i senatssalen fikk han det lite flatterende kallenavnet «sleeping Sam.» Av forståelige grunner stilte han ikke til gjenvalg i 1982 og ble etterfulgt av republikaneren Pete Wilson.