Gouverneur von South Carolina
Als Gouverneur von South Carolina vom 20. Januar 1959 bis zum 15. Januar 1963 arbeitete Hollings daran, das Bildungssystem des Bundesstaates zu verbessern und dazu beizutragen, mehr Industrie und Beschäftigungsmöglichkeiten in den Bundesstaat zu bringen. In seiner Amtszeit wurden das technische Bildungssystem des Bundesstaates und das Bildungsfernsehnetz eingerichtet. Außerdem forderte und erreichte er erhebliche Erhöhungen der Lehrergehälter, die sich dem regionalen Durchschnitt annäherten. Auf der Gouverneurskonferenz über Wirtschaft, Industrie, Bildung und Landwirtschaft 1961 in Columbia, S.C., erklärte er: "Heute ist Bildung in unserer komplexen Gesellschaft der Eckpfeiler, auf dem wirtschaftliche Entwicklung aufgebaut werden muss - und Wohlstand zu sichern".
Er versuchte 1962, die Nominierung der Demokraten für einen Sitz im US-Senat zu gewinnen, verlor aber gegen den Amtsinhaber Olin D. Johnston.
Senator
36 Jahre lang (bis Januar 2003) diente er an der Seite des Republikaners Strom Thurmond und machte sie damit zum dienstältesten Senatsduo aller Zeiten. Damit war er der dienstälteste Jugendsenator aller Zeiten, obwohl er bis auf wenige Ausnahmen mehr Dienstjahre hatte als alle seine Kollegen. Thurmond und Hollings hatten im Allgemeinen trotz ihrer zuweilen scharfen philosophischen Differenzen ein gutes Verhältnis und arbeiteten häufig bei der Gesetzgebung und bei Projekten zum Wohle von South Carolina zusammen. Nur Thurmond, Robert Byrd, Ted Kennedy, Daniel Inouye, Carl Hayden, John Stennis und Ted Stevens waren länger im Senat als Hollings.
Hollings blieb im Laufe der Jahre in South Carolina sehr beliebt, auch als der Staat auf nationaler Ebene immer freundlicher gegenüber Republikanern wurde. Bei seinen ersten drei Bewerbungen für eine volle Amtszeit fiel er nie unter 60 Prozent der Stimmen. Bei den Wahlen von 1992 sah er sich jedoch einem unerwartet engen Rennen gegen den ehemaligen Kongressabgeordneten Tommy Hartnett gegenüber, in einem ansonsten sehr guten Jahr für die Demokraten auf nationaler Ebene. Hartnett hatte das Gebiet Charleston von 1981 bis 1987 im Kongress vertreten und wurde damit zum Kongressabgeordneten Hollings. Seine Berufung im Lowcountry - traditionell eine Swing-Region auf Staatsebene - ermöglichte es ihm, Hollings mit nur 50 Prozent der Stimmen zu halten.
Bei seinem letzten Senatswahlkampf 1998 stand Hollings dem republikanischen Kongressabgeordneten Bob Inglis gegenüber. Einer der hitzigsten und bemerkenswertesten Momente des Rennens war ein Zeitungsinterview, in dem Hollings Inglis als "gottverdammtes Stinktier" bezeichnete. Hollings wurde zu 52%-45% wiedergewählt.
Präsidentschaftskandidat
Hollings versuchte, während des Präsidentschaftswahlkampfes 1984 den führenden demokratischen Kandidaten zu finden. Er verlor gegen Walter Mondale.