I 1940 ble Truman utfordret av guvernør Lloyd C. Stark og aktor Maurice M. Milligan i Det demokratiske partis primærvalg i forkant av senatsvalget. Milligan hadde fått Pendergast dømt for skatteunndragelser og forsikringssvindel, noe som svekket Truman. Han støttet seg på et løst nettverk av gamle venner, frimurere, krigsveteraner og gamle Pendergast-allierte i Kansas City og St. Joseph. Truman stod særlig svakt i St. Louis, hvor Robert E. Hannegan kontrollerte partiet. Hannegan bestemte seg for å støtte Truman. Primærvalget endte med at Stark og Milligan delte Pendergast-kritiske velgere mellom seg. Truman vant en knapp seier med 40,9 % av stemmene. I senatsvalget i november slo han republikaneren Manvel H. Davis med 51 % mot 49 % av stemmene.