En juillet 2019, elle fait savoir qu'elle se porte candidate pour remplacer Mike Enzi, qui ne se représente pas au Sénat des États-Unis, lors des élections de 2020. Se positionnant en défenseur des politiques du président Donald Trump, elle fait figure de favorite à la suite de la décision de Liz Cheney de ne pas concourir à l'élection sénatoriale pour se représenter à la Chambre des représentants des États-Unis[4]. Facilement élue avec 73,1 % des suffrages face à la démocrate Merav Ben-David, elle devient la première femme à représenter l'État au Sénat.
Vie privée
En 1983, Cynthia Lummis épouse Alvin Wiederspahn, qu'elle rencontre au sein de la législature d'État du Wyoming[5]. Alvin Wiederspahn est en effet élu à la Chambre des représentants du Wyoming (1979-1984) et au Sénat du Wyoming (1985-1988)[6], sous les couleurs du Parti démocrate[5]. Il meurt en [5],[6]. Ils ont ensemble une fille, Annaliese[5].