Paul juró su cargo el 5 de enero de 2011, junto con su padre, que simultáneamente ocupó la Cámara de Representantes.
Rand fue asignado a servir en los comités de Energía y Recursos Naturales, Salud,Educación, Trabajo y Pensiones, Seguridad Nacional y Asuntos Gubernamentales, y Pequeñas Empresas. Paul también formó el Caucus del Tea Party del Senado.
Para el 113º Congreso, Paul se incorporó a la comisión de Relaciones Exteriores y mantuvo su puesto en las comisiones de Salud, Educación, Trabajo y Pensiones, Seguridad Nacional y Asuntos Gubernamentales, y Pequeñas Empresas.
Los días 6 y 7 de marzo de 2013, Paul protagonizó un filibusterismo para retrasar la votación del nombramiento de John O. Brennan como director de la CIA. Paul cuestionó el uso de drones por parte de la administración Obama y la justificación legal declarada para su posible uso dentro de Estados Unidos. Paul mantuvo la palabra durante 12 horas y 52 minutos.
A principios de 2015, el senador Paul volvió a presentar la Ley de Transparencia de la Reserva Federal. El senador Paul también presentó la Ley FAIR, o Ley de Restauración de la Integridad de la Quinta Enmienda, que restringiría los procedimientos de confiscación civil.
El 20 de mayo de 2015, Paul habló durante diez horas y media en oposición a la reautorización de la Sección 215 de la Ley Patriota. Se impidió la reautorización de secciones de la Ley Patriota el 1 de junio.