1976 wurde Hatch in seiner ersten Kandidatur für ein öffentliches Amt in den Senat der Vereinigten Staaten gewählt und besiegte den Demokraten Frank Moss, einen Amtsinhaber mit drei Amtszeiten. Hatch kritisierte unter anderem die 18-jährige Amtszeit von Moss im Senat und sagte: "Wie nennt man einen Senator, der 18 Jahre im Amt ist? Man nennt ihn sein Zuhause." Hatch argumentierte, dass viele Senatoren, darunter auch Moss, den Kontakt zu den Menschen verloren hätten, die für sie stimmten. Hatch selbst ist nun seit 40 Jahren im Amt.
1995 war Hatch die führende Figur hinter dem Anti-Terrorismus-Gesetz des Senats, das weitgehend eine Reaktion auf den Bombenanschlag in Oklahoma City war. Als hochrangiges Mitglied des Select Intelligence Committee des Senats war Hatch auch maßgeblich an der 2008 erfolgten Verlängerung des Foreign Intelligence Surveillance Act beteiligt. Er sagte: "Diese überparteiliche Gesetzesvorlage wird dazu beitragen, den Terrorismus zu besiegen und Amerika zu schützen. Nein, die Gesetzgebung ist nicht perfekt, aber sie stellt sicher, dass die verstärkte Ausweitung der Justiz auf die Sammlung ausländischer Geheimdienstinformationen unsere Geheimdienstgemeinschaft nicht unnötig behindert.
Hatch ist ein langjähriger Befürworter einer Änderung der Verfassung der Vereinigten Staaten, die verlangt, dass die Gesamtausgaben der Bundesregierung für ein Haushaltsjahr die Gesamteinnahmen nicht übersteigen dürfen. Er schlug den DREAM Act vor, der den Kindern undokumentierter Einwanderer, die Kinder waren, als ihre Eltern in die Vereinigten Staaten kamen, einen Weg zur Staatsbürgerschaft eröffnen würde.
Senator Hatch war Mitsponsor des Gesetzes zur Wiederherstellung des 10. Änderungsgesetzes (S. 4020 111. Kongress), das die Rechte des Staates im Rahmen des 10. Der Gesetzentwurf würde Staatsbeamten bei der Anfechtung vorgeschlagener Regelungen eine besondere Stellung einräumen.
Im Jahr 2018 kündigte Hatch an, dass er nach sieben Amtszeiten im Senat zurücktreten werde.