ก่อนเดือนกันยายน ค.ศ. 2004 สมาชิกวุฒิสภาฝรั่งเศสประกอบด้วยสมาชิกทั้งหมด 321 คน โดยดำรงตำแหน่งวาระละ 9 ปี ซึ่งต่อมาได้ถูกปรับลดเหลือเพียง 6 ปี ในขณะที่จำนวนสมาชิกวุฒิสภาได้เพิ่มขึ้นทีละเล็กน้อยจนถึง 348 คนในปีค.ศ. 2011 เพื่อให้สอดคล้องกับจำนวนประชากร[1] ในอดีตการเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาจะมีขึ้นทุก ๆ 3 ปีโดยเลือกตั้งทีละหนึ่งในสามของสมาชิกทั้งหมด ซึ่งต่อมาได้เปลี่ยนเป็นครึ่งหนึ่งของสมาชิกทั้งหมดในทุก ๆ 3 ปี[2]

การได้มาของสมาชิกวุฒิสภาจะผ่านการเลือกตั้งทางอ้อม โดยผู้มีสิทธิเลือกตั้ง (ฝรั่งเศส: grands électeurs จำนวนประมาณ 150,000 คน ซึ่งเป็นข้าราชการจากหน่วยงานปกครองต่าง ๆ ได้แก่ สมาชิกสภาภาค, สมาชิกสภาจังหวัด นายกเทศมนตรี สมาชิกเทศบาลในเมืองขนาดใหญ่ รวมทั้งสภาผู้แทนราษฎร อย่างไรก็ตาม 90% ของผู้มีสิทธิเลือกตั้งเป็นผู้แทนที่เลือกโดยสมาชิกสภาที่ปรึกษาต่าง ๆ ซึ่งเป็นการทำให้วุฒิสภานั้นมักจะออกเสียงเข้าข้างบริเวณที่ห่างไกลความเจริญ

ในขณะที่พรรคการเมืองที่มีเสียงนำในสภาผู้แทนราษฎรมักจะเปลี่ยนพรรคได้อยู่เสมอ แต่วุฒิสภามักจะไม่ค่อยพบการเปลี่ยนแปลงมากนักนับตั้งแต่ยุคเริ่มต้นของสาธารณรัฐฝรั่งเศสที่ 5 ซึ่งมักจะนำโดยสมาชิกพรรคสังคมนิยม[3] จนกระทั่งเมื่อการเลือกตั้งสมาชิกวุฒิสภาครั้งล่าสุดในปีค.ศ. 2009[4] ถึงแม้ว่าพรรคฝ่ายซ้ายอย่างพรรคสังคมนิยมซึ่งเคยเป็นเสียงข้างมากมาตลอดจากการชนะการเลือกตั้งของภาคต่าง ๆ ในฝรั่งเศส (ยกเว้นเพียงสองภาค) รวมทั้งเมืองใหญ่และเล็กส่วนใหญ่ซึ่งถือเป็นเสียงมากกว่า 50% ของประชากรทั้งหมด ยังไม่สามารถได้เสียงข้างมากในครั้งนี้ นอกจากนี้วุฒิสภายังถูกครหาว่าเป็นสถานที่ลี้ภัยของสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรซึ่งสอบตกจากการเลือกตั้งทั่วไป

ชาวฝรั่งเศสที่พักอาศัยอยู่นอกประเทศหรือเขตการปกครองของประเทศฝรั่งเศสมีผู้แทนในวุฒิสภาจำนวน 12 คน[5]

ที่นั่งในสภาถือเป็นธรรมเนียมปฏิบัติมาตั้งแต่การประชุมสภาครั้งแรกในสมัยการปฏิวัติฝรั่งเศส ซึ่งสมาชิกพรรคฝ่ายซ้ายจะนั่งทางซีกซ้ายของประธานวุฒิสภา และสมาชิกพรรคฝ่ายขวาจะนั่งอยู่ทางซีกขวา