A son arrivée au Sénat, Fallières s’inscrit dans trois groupes : la gauche républicaine, l’union républicaine et la gauche démocratique. Lorsque cette pluralité de groupes n’est plus admise, il choisit le groupe de la gauche démocratique " le plus avancé des trois ".
De 1892 à 1899, Fallières, simple sénateur fait preuve d’une grande discrétion : il ne prend pas une seule fois la parole en séance publique.
Le 1er mars 1899, il vote contre la " loi de dessaisissement " dans l’affaire Dreyfus. Deux jours plus tard, il est élu Président du Sénat au 2e tour. Il succède à ce poste à Émile Loubet, élu Président de la République, auquel il succédera aussi à l’Élysée sept ans plus tard.
Fallières fut constamment réélu Président du Sénat jusqu’en 1906. A ce titre, il eut à présider la Haute Cour de Justice qui jugea, en 1899, Déroulède, Buffet, Ramel et Godefroy pour l’affaire de la caserne de Reuilly.