Paul složil přísahu 5. ledna 2011 spolu se svým otcem, který současně působil ve Sněmovně reprezentantů.
Rand byl zařazen do výborů pro energetiku a přírodní zdroje, zdravotnictví, vzdělávání, práci a důchody, vnitřní bezpečnost a vládní záležitosti a pro malé podniky. Paul také založil senátní Tea Party Caucus.
Ve 113. volebním období byl Paul zařazen do výboru pro zahraniční vztahy a zůstal členem výborů pro zdravotnictví, vzdělávání, práci a důchody, vnitřní bezpečnost a vládní záležitosti a pro malé podniky.
Ve dnech 6. a 7. března 2013 se Paul zapojil do filibusteru, aby oddálil hlasování o nominaci Johna O. Brennana na post ředitele CIA. Paul zpochybnil používání bezpilotních letounů Obamovou administrativou a uvedené právní zdůvodnění jejich možného použití na území Spojených států. Paul držel slovo 12 hodin a 52 minut.
Na začátku roku 2015 senátor Paul znovu předložil zákon o transparentnosti Federálního rezervního systému. Senátor Paul rovněž představil FAIR Act neboli Zákon o obnovení integrity pátého dodatku, který by omezil řízení o občanskoprávním zabavení majetku.
20. května 2015 Paul deset a půl hodiny vystupoval proti opětovnému schválení článku 215 Patriot Act. K 1. červnu bylo zabráněno opětovnému schválení jednotlivých částí Patriot Act.