No dia 15 de abril de 2003, o ocupante da vaga no Senado Federal pelo estado de Illinois, o republicano Peter Fitzgerald, anunciou que não tentaria a reeleição, ao mesmo tempo em que sua predecessora, a democrata Carol Moseley Braun, afirmou que não disputaria as eleições do ano seguinte. No dia 16 de março de 2004, ocorreram as primárias nos dois partidos, com um total de quinze candidatos (sete entre os democratas e oito entre os republicanos), que estabeleceram, juntos, gastos da ordem de sessenta milhões de dólares na corrida pela vaga.

Entre os democratas, os gastos eram da ordem de quarenta e seis milhões de dólares. Na disputa, Obama começou perdendo para Blair Hull. Quando faltava um mês para as primárias, uma reportagem de jornal envolveu Hull em um escândalo conjugal. Segundo a reportagem, em uma briga com a ex-mulher, Hull teria tentado matá-la. O fato destruiu a campanha de Hull, levando Obama a assumir a ponta nas pesquisas. Obama venceu as primárias com uma margem de 29% sobre o segundo colocado.