В 1910 г. Гардинг осмелился выдвинуть свою кандидатуру на пост губернатора штата, но на выборах провалился. Зато в 1914 г. он добился успеха на выборах в Сенат США и смог перебраться в столицу. Он поставил своей главной задачей продержаться в Конгрессе как можно дольше, имея в виду, что избираться в Сенат на очередные шесть лет можно было любое количество раз, и некоторые сенаторы заседали там по несколько десятилетий. Гардинг выступал редко, обычно, в соответствии с уже выработанной привычкой, улавливая мнение большинства своей фракции и поддерживая его не столько аргументами, сколько эмоциями. Позже подсчитали, что за первый год своего сенаторства он пропустил почти половину заседаний и избегал участвовать в голосовании, когда его позиция могла вызвать недовольство избирателей. Почти во всех случаях он голосовал в пользу крупного бизнеса и против законопроектов, выражавших интересы фермерских и рабочих организаций.
В 1918–1919 гг. в среде республиканцев штата Огайо стали говорить о Гардинге как возможном кандидате на президентский пост. Связано это было с тем, что республиканцы не могли найти авторитетного кандидата, а также с тем, что штат зарекомендовал себя в качестве родины нескольких президентов. Гардинга считали одним из возможных кандидатов в силу его «безобидности», приятной внешности и апломба, с которым он произносил малосодержательные речи. В ответ на запросы он отвечал, что «сможет как президент сделать не меньше хорошего, чем многие другие люди, которые претендуют на этот пост».
Вначале ни он сам, ни его сторонники из Огайо не считали его реальным претендентом. Самому Гардингу было важно закрепить за собой репутацию политика, баллотировавшегося на президентский пост, что само по себе считалось серьезным успехом. Но постепенно выяснилось, что у республиканцев нет серьезных деятелей, претендующих на высший пост в условиях послевоенной неопределенности. С весны 1920 г. Гардинг стал по-настоящему задумываться о Белом доме.
На предварительных выборах, на которых он был выдвинут только в двух штатах — Огайо и Индиане, фигурировали не весьма авторитетные фамилии: генерал Леонард Вуд, губернатор Иллинойса Фрэнк Лоуден, сенатор Хайрам Джонсон. Гардинг выиграл праймериз только в своем штате и подумывал о снятии своей кандидатуры, имея в виду, что своего добился — он уже побывал кандидатом в президенты. Однако руководители его кампании и особенно жена, которая и была фактическим главным менеджером (наряду с официальным — Генри Догерти), убедили его продолжать гонку. Догерти был расчетливым юристом из Огайо, который неоднократно выдвигался на выборные посты, но постоянно проваливался. Он сделал ставку на Уоррена именно как на «серую лошадку». Основным лозунгом, который соответствовал настроениям масс, был отказ от чрезвычайных мер военного времени и возвращение к нормальной жизни. Спокойного и уравновешенного Гардинга, отнюдь не стремившегося к каким-либо великим свершениям, представляли живым воплощением этой «нормальности». Догерти, Флоренс Гардинг и их помощники понимали, что их кандидат не имеет больших шансов на официальное выдвижение. Но столь же небольшие шансы имели другие кандидаты, и вся надежда состояла в том, что выдвижение зайдет в тупик, и тогда Гардинг, возможно, выйдет на первый план. Об этом Догерти цинично и откровенно говорил уже за несколько месяцев до выборов.
Именно так и произошло. Съезд состоялся в Чикаго в июне 1920 г. Выдвинуты были 12 кандидатов. Соперничество в основном развернулось между Вудом и Лоуденом, Гардинг фигурировал в списке, но по числу голосов вначале занимал одно из последних мест. Один тур сменялся другим, но 2/3 голосов никто из кандидатов собрать не мог. Перед 10-м туром партийные боссы провели совещание, на котором Догерти, представлявший интересы Гардинга, убедил их, что измученные необычной для Чикаго этого времени жарой и просто не видевшие выхода из тупика делегаты согласятся на компромиссную, непретенциозную фигуру, которой являлся его хозяин. В «прокуренном номере» отеля «Блэкстоун» руководители делегаций решили поддержать Гардинга. Выражение «прокуренный номер» (
В результате в 10-м туре Гардинг получил необходимое большинство и стал республиканским номинантом. На пост вице-президента его менеджеры попытались выдвинуть сенатора Ирвина Ленрута из штата Висконсин, с которым кандидат был хорошо знаком, но съезд эту кандидатуру отверг. Кандидатом в вице-президенты стал Кальвин Кулидж — губернатор Массачусетса, который перед этим сыграл решающую роль в подавлении необычной для США забастовки полицейских и заслужил репутацию решительного политика, причем он был явно более популярным, чем кандидат в президенты.