1949 wurde er zum Prozessanwalt von Las Vegas gewählt, was ihm drei weitere Male gelingen sollte, bis er 1958 in den US-Senat einzog. Cannon stimmte dort 1964 für die Bürgerrechte (Civil Rights Act) und wurde auch allgemein dem moderateren Flügel der Demokratischen Partei zugerechnet. Bei den Wahlen von 1964, 1970 und 1976 wurde er jeweils erneut in den Senat gewählt; erst 1982 unterlag er dem RepublikanerChic Hecht.
Da Cannon auch Vorsitzender des Senate Commerce Committee war, welches sich mit der Deregulierung des Transportgewerbes befasste, planten Verantwortliche der Transportarbeitergewerkschaft der Teamsters ihn zu bestechen. Der MobsterJoseph Lombardo wurde wegen dieses Versuchs angeklagt, aber freigesprochen. Allerdings kostete der Bestechungsversuch Roy Williams die Präsidentschaft über die Gewerkschaft und könnte, obwohl Cannon sich auf keinen Versuch einließ, mit zu seiner Wahlniederlage 1982 beigetragen haben. Cannon zog sich daraufhin aus der Politik zurück.
