Funkcję tę sprawowała do 2017 roku.
W Senacie była przewodniczącą komitetu do spraw ludzi starszych (Committee on Aging) oraz członkiem kilku innych, m.in. komitetu ds. operacji za granicą (Committee on Foreign Operations).
W latach 1992 i 1998 otrzymała aż 71 proc. głosów wyborców stanu Maryland, co jest rzadko spotykane w amerykańskiej polityce.
W Kongresie USA znana była jako orędowniczka praw i potrzeb przeciętnego człowieka, a zwłaszcza praw kobiet. Za swe najważniejsze zadanie uważa nie tylko troskę o przyszłość kraju, ale także udzielanie obywatelom Maryland pomocy w codziennych, praktycznych sprawach.
W maju 2010 amerykański Senat przyjął poprawkę do ustawy imigracyjnej, która umożliwia włączenie Polski do programu ruchu bezwizowego. Poprawka została zgłoszona przez senatorów Barbarę Mikulski i Ricka Santoruma. Senator Mikulski powiedziała, że ta poprawka umożliwia włączenie Polski do programu bezwizowego, ponieważ dotyczy obywateli krajów, które są sojusznikami Stanów Zjednoczonych w wojnie z terroryzmem.