Morrill startet sin karriere ved å studere rettsvitenskap ved Waterville College (nåværende Colby College) og fikk sin godkjennelse til å arbeide som jurist i 1839, hvorpå han praktiserte dette i Readfield. I 1841 flyttet han til Augusta og ble siden medlem av Maine State Senate i perioden mellom 1854 og 1856, og i 1858 ble han valgt som guvernør i Maine. Hans eldre bror Anson Peaslee Morrill var for øvrig guvernør i Maine bare to år tidligere. Morrill forlot guvernørembetet i 1861 da han ble innvalgt til USAs senat hvor han etterfulgte Abraham Lincolns visepresident Hannibal Hamlin som senator fra Maine.