Assim como aconteceu no estado, em que obteve uma vitória contrariando as pesquisas eleitorais, o candidato do Partido Progressista (PP) ao Senado também foi consagrado nas urnas do Vale do Paranhana. Luiz Carlos Heinze obteve o maior número de votos na região, com 39.161 sufrágios, o que representa 20,86% do total de válidos. A região, porém, teve mudanças em relação à classificação dos votos no estado. Beto Albuquerque (PSB) ficou em segundo lugar no Vale do Paranhana, com 35.255 votos, o que corresponde a 18,78% dos válidos.
A terceira posição na disputa ao Senado na região foi de Carmen Flores (PSL). Ligada ao candidato à Presidência Jair Bolsonaro (PSL), a empresária conquistou 33.204 votos no Paranhana, o que representa 17,68%. Ficou em segundo lugar no município com o maior eleitorado, Taquara. Já o ex-senador e ex-prefeito de Porto Alegre José Fogaça (MDB), que amargou uma quinta posição na disputa estadual, ficou em quarto lugar no Paranhana, com 31.815 votos (16,94%).
Paulo Paim (PT), reeleito para mais oito anos no Senado Federal, foi o quinto colocado no Vale do Paranhana, com 26.897 votos, o que corresponde a 14,33%. Ainda no campo da esquerda, a sexta posição é de Abigail Pereira (PCdoB), com 12.848 votos (6,84%). Depois, aparecem Mário Bernd (PPS), com 6,84%; Ana Varela (Podemos), 1,27%; Dra. Sandra Weber (SD), com 1,27%; Romer Guex (Psol), com 0,20%; Marli Schaule (PSTU), 0,14%; Cleber Soares (PCB), 0,10%; e João Augusto (PSTU), com 0,04%. Machado (DC) e Luiz Delvair (PCO), que concorreram com problemas nas candidaturas, não tiveram a totalização dos seus votos.
