był członkiem Zgromadzenia Stanowego Nowego Jorku w 1905 (New York Co., 30 D.), 1907 i 1908 (oba New York Co., 22 D.).W latach 1909-1918 zasiadał w 132., 133., 134., 135., 136., 137., 138., 139., 140. i 141. legislaturze stanu Nowy Jork. W latach 1911-1914 był przewodniczącym pro tempore Senatu stanu Nowy Jork, a po impeachmencie gubernatora Williama Sulzera i sukcesji gubernatora Martina H. Glynna na stanowisko gubernatora stanu Nowy Jork. W 1914 roku, gdy Wagner pozostał prezydentem pro tempore, John F. Murtaugh został wybrany na lidera większości w Senacie stanu. Przed 2009 r.był to jedyny raz, gdy oba urzędy nie były sprawowane przez tę samą osobę. Po utracie przez Demokratów większości senackiej Wagner był liderem mniejszości senackiej od stycznia 1915 do przejścia na emeryturę w 1918.
po pożarze fabryki Triangle Shirtwaist był przewodniczącym Państwowej Komisji Śledczej fabryki (1911-1915). Jego wiceprzewodniczącym został polityk Tammany Hall, Al Smith. Przeprowadzili serię szeroko nagłośnionych śledztw w całym stanie, przesłuchując 222 świadków i biorąc 3500 stron zeznań. Zaczęli od kwestii bezpieczeństwa pożarowego i przeszli do szerszych zagadnień związanych z ryzykiem obrażeń w środowisku fabrycznym. Ich odkrycia doprowadziły do 38 nowych przepisów regulujących pracę w stanie Nowy Jork i dały każdemu z nich reputację czołowych postępowych reformatorów pracujących w imieniu klasy robotniczej. W tym procesie zmienili reputację Tammany z zwykłej korupcji na postępowe wysiłki na rzecz pomocy pracownikom.
Wagner był delegatem na konwencje konstytucyjne stanu Nowy Jork w 1915 i 1938 oraz sędzią Sądu Najwyższego Nowego Jorku w latach 1919-1926.
Senatedytuj
prezydent Roosevelt podpisał ustawę o ubezpieczeniu społecznym 14 sierpnia 1935. (Wagner drugi od lewej)
federalny Administrator Mieszkalnictwa Stewart McDonald (po prawej) rozmawia z senatorem Robertem F. Wagnerem, autorem ustawy o mieszkalnictwie Wagnera
Wagner został wybrany jako demokrata do Senatu Stanów Zjednoczonych w 1926 i ponownie wybrany w 1932, 1938 i 1944. Podał się do dymisji 28 czerwca 1949 z powodu złego stanu zdrowia. W latach 1947-1949 nie mógł uczestniczyć w żadnych sesjach 80. I 81. Kongresu z powodu choroby serca. Wagner był przewodniczącym Komisji patentów na 73. Kongresie, Komisji ziem publicznych i badań na 73. i 74. Kongresie oraz Komisji Bankowości i waluty na 75. I 79. Kongresie. Był delegatem na konferencję monetarną i finansową ONZ w Bretton Woods w stanie New Hampshire w 1944 roku.
Wagner, który znał przyszłego prezydenta, gdy byli razem w legislaturze stanu Nowy Jork, był członkiem Brain Trust Franklina Roosevelta. Był bardzo zaangażowany w kwestie pracy, walczył o ochronę prawną i prawa dla pracowników, był liderem w tworzeniu nowego ładu.
w kwietniu 1943 roku poufna analiza brytyjskiego uczonego Isaiaha Berlina z Senackiej Komisji Spraw Zagranicznych brytyjskiego Ministerstwa Spraw Zagranicznych podała Wagnera:
weteran liberał Tammany mąż stanu, autor Kodeksu Pracy Stanów Zjednoczonych i wielbiciel nowego ładu, który jest szanowany przez Biały Dom za swoją przenikliwość polityczną we własnym państwie, nie mniej niż za polityczne koneksje. Największy obrońca sprawy Liberalnej w Senacie Stanów Zjednoczonych od czasów Norrisa. Typowy antynazistowski Niemiecki Demokrata, który popierał wszystkie środki administracyjne, będąc zazwyczaj z dużym wyprzedzeniem.
jego najważniejsze osiągnięcia legislacyjne to National Industrial Recovery Act z 1933 i Wagner-Steagall Housing Act z 1937. Po tym, jak Sąd Najwyższy orzekł, że ustawa o Krajowym odzysku przemysłowym i Krajowa Administracja odzysku są niekonstytucyjne, Wagner pomógł uchwalić krajową ustawę o stosunkach pracy (znaną również jako Ustawa Wagnera) w 1935 roku, podobną, ale znacznie bardziej ekspansywną ustawę. National Labor Relations Act, być może największe osiągnięcie Wagnera, było przełomowym wydarzeniem w historii zorganizowanej pracy w Stanach Zjednoczonych. Stworzył National Labor Relations Board, która pośredniczy w sporach między związkami i korporacjami, i znacznie rozszerzył prawa pracowników, zakazując wielu „nieuczciwych praktyk pracy”i gwarantując wszystkim pracownikom prawo do utworzenia związku. Wprowadził również ustawę o emeryturach kolejowych i był współkonsekratorem ustawy Wagnera-O 'Day, poprzednika ustawy Javitsa-Wagnera-O’ Day.
poprawka Wagnera-Hatfielda do ustawy o komunikacji z 1934 roku, mająca na celu przekazanie ponad dwudziestu pięciu procent wszystkich kanałów radiowych nadawcom radiowym non-profit, nie przeszła. Współprowadził także z reprezentantką Edith Rogers (R-Mass.) ustawa Wagnera-Rogersa o przyjęciu do Stanów Zjednoczonych z nazistowskich Niemiec 20 000 żydowskich uchodźców w wieku poniżej 14 lat, ale ustawa została odrzucona przez Kongres Stanów Zjednoczonych w lutym 1939 roku.
Wagner i Edward P. Costigan sponsorowali federalne prawo antylinczowskie. W 1935 roku podjęto próby przekonania prezydenta Roosevelta do poparcia ustawy Costigana-Wagnera. Jednak Roosevelt odmówił poparcia ustawy z obawy przed zrażeniem południowych Demokratów w Kongresie i utratą poparcia dla programów New Deal. W 1935 r.na południu było 18 linczów czarnych, ale po groźbie ustawodawstwa federalnego liczba ta spadła do ośmiu w 1936 r. i do dwóch w 1939 r.
28 czerwca 1949 Wagner zrezygnował z Senatu z powodu złego stanu zdrowia; John Foster Dulles został mianowany przez gubernatora Thomasa E. Deweya 7 lipca 1949 na tymczasowe obsadzenie wakatu .
