I 1962 ble han valgt til Senatet fra hjemstaten, etter at den republikanske senatoren John Marshall Butler ikke stilte til gjenvalg. Brewster slo kongressrepresentant Ted Miller, og ble den første demokratiske senatoren fra Maryland siden 1946. I Senatet arbeidet Brewster med et stort spenn av saker, fra sovjetiske tropper på Cuba i 1963 til forslag om kutt i posttjenester i helgene i 1964. I 1965 kritiserte han praksisen med å undersøke posten til personer under etterforskning, og av hensyn til personvernet foreslo Brewster et forbud med unntak for saker knyttet til forræderi og nasjonal sikkerhet. Senere ble han også en forsvarer av postreklame. Nancy Pelosi og Steny Hoyer var blant medlemmene av Brewsters stab i 1960-årene. I 1968 tapte han senatsvalget mot republikaneren Charles Mathias jr., og gikk ut av politikken.