Il siège au Conseil des États depuis 2019, s’engage pour faire entendre la voix des Genevois·e·s au Conseil des Etats, fort de sa capacité de dialogue et de conviction.
Il est actuellement membre des commissions des affaires juridiques qu’il préside, de politique extérieure, de l’économie et des redevances et de gestion. Au sein de la commission de gestion, il est membre de la sous-commission de surveillance des tribunaux fédéraux et du Ministère public de la Confédération et elle de surveillance du Département fédéral de justice et police et de la Chancellerie fédérale. Il est par ailleurs membres des délégations parlementaires auprès de l’AELE et l’Union européenne, auprès de l’OCDE et auprès de l’Assemblée parlementaire de la Francophonie.
Il met à profit son expérience de parlementaire acquise tant au Conseil national de 2003 à 2019 période pendant laquelle il a siégé au sein de diverses commissions, dont celle des affaires étrangères qu’il a présidée qu’au au Conseil des États au sein duquel il siège depuis 2019. Il s’est fortement investi pour une Suisse ouverte, solidaire et engagée dans la lutte pour le climat.
Ouverture, innovation, sensibilités environnementale et sociale, autant d'atouts qui sont portés au Parlement par Carlo Sommaruga depuis de nombreuses années.
Le 22 octobre 2023, il est réélu au Conseil des États pour la législature 2023-2027.