Traditionnellement, les deux strapontins neuchâtelois à la chambre des cantons sont occupés par le PLR et le PS. Le système proportionnel, utilisé seulement par le Jura et Neuchâtel pour l'élection au Conseil des États, est favorable aux deux partis les plus forts du canton. Selon les observateurs et observatrices de la politique cantonale, les élections fédérales d'octobre 2019 n'allaient pas déroger à la règle; dans ses scénarios, ArcInfo a par exemple donné 100 pour cent de chance au PLR et au PS de décrocher chacun un siège, malgré le départ des deux sortants au terme de la législature. Entré en fonction en 2010 à la suite de l'élection de Didier Burkhalter (plr) au Conseil fédéral, Raphaël Comte (plr), président du Conseil des États en 2016, a décidé de se mettre en retrait de la vie politique. Quant à Didier Berberat (ps), qui avait pris la relève de Gisèle Ory (ps) en 2009 après son élecction au gouvernement neuchâtelois, il a également pris la décision de quitter l'arène fédérale. Le Chaux-de-Fonnier siégeait depuis 1995 sous la coupole, passant quatorze ans au Conseil national avant son accession à la chambre haute. Conseiller national depuis 2015, Philippe Bauer (plr) s'est présenté pour succéder à Comte. Le ticket PLR a été complété par Didier Boillat, dont les chances de décrocher un siège étaient cependant quasi nulles.
La lutte était plus ouverte du côté du PS, avec ses deux candidates, Silvia Locatelli et Martine Docourt Ducommun. Locatelli, anciennement députée au Grand Conseil et présidente de la section cantonale du parti, visait un retour en politique, après avoir occupé ces dernières années un poste au département de l'économie du canton. Son adversaire, la députée au parlement cantonal Martine Docourt Ducommun, a longtemps espéré une démission en cours de mandat de Berberat pour pouvoir reprendre sa place en tant que première des viennent-ensuite lors des élections de 2015 et se présenter en tant que sortante. Après une législature cent pour cent masculine, autant au Conseil des États qu'au Conseil national, le parti socialiste neuchâtelois a volontairement présenté deux candidatures féminines. Selon le Temps, cette législature a été vécu «comme une injustice» dans un canton progressiste, qui fût le deuxième à accorder le droit de vote aux femmes, en 1959, après Vaud.
Espérant profiter des grèves du climat pour glaner un siège au sénat, les écologistes Céline Vara et Fabien Fivaz se sont présenté.e.s en parallèle de leurs candidatures au national. Le POP, SolidaritéS, l'UDC, le PDC et les Vert'libéraux ont présenté deux candidat.e.s chacun, sans se faire de grandes illusions sur leurs chances de succès néanmoins. Enfin, Thomas Wroblevski (modernocrates) et Jean-Luc Pieren (Parti fédéraliste européen) se sont également lancés dans la bataille.

Le 20 octobre 2019, à l'encontre de toutes les certitudes, le parti socialiste a été contraint d'abandonner son siège au Conseil des États. Profitant de la vague verte, même qualifiée de «raz-de-marée» par le Temps, le parti écologiste a non seulement récupéré un siège au Conseil national avec Fabien Fivaz, mais a aussi pour la première fois fait son entrée à la chambre haute grâce à Céline Vara. En récoltant 10'035 suffrages, la vice-présidente des Vert.e.s suisses se place devant Fabien Fivaz (9'785 voix), tout en s’assurant une confortable avance sur les socialistes Silvia Locatelli (8'641 voix) et Martine Docourt Ducommun (8'274 voix). Elle-même étonnée par son élection, Céline Vara a confié «s'être préparée pour le Conseil national», se réjouissant néanmoins de relever le défi qui l'attendait. Sans surprise, Philippe Bauer a repris le flambeau de Raphaël Comte, terminant en tête du scrutin avec 11'044 voix, pour une participation qui s'est élevée à 35.7 pour cent.

Election Conseil des Etats 2019 – Neuchâtel
Dossier: Resultate Ständeratswahlen 2019 (nach Kantonen)
Dossier: Eidgenössische Wahlen 2019 - Überblick