Robinson ble valgt inn i Arkansas' lovgivende forsamling i 1894, og satt der i én periode. Han ble valgt til Representantenes hus fra Arkansas' 6. distrikt i 1902, og ble gjenvalgt ved fire anledninger. I 1912 ble han valgt til guvernør av Arkansas, og trakk seg dermed fra Kongressen den 14. januar 1913, og tok sete som guvernør i hjemstaten dagen etter. I mellomtiden hadde imidlertid senator Jeff Davis avgått med døden, og Arkansas' lovgivende forsamling valgte Robinson til ny senator, bare tolv dager etter at han hadde blitt guvernør. Robinson ble dermed den siste senatoren i USA som ble valgt av sin delstats lovgivende forsamling, istedenfor å bli valgt ved nyvalg. Det syvende grunnlovstillegg, som krevde et slikt nyvalg, ble ratifisert og trådte i kraft den 8. april 1913. Robinson trakk seg som guvernør den 10. mars.