Le Conseil des Etats a débattu parallèlement de l'initiative pour une eau potable propre et de l'initiative pour une Suisse libre de pesticides de synthèse. Il propose de rejeter tant l'une que l'autre initiative, suivant ainsi l'avis de la CER-CE, du Conseil fédéral ainsi que du Conseil national, comme préalablement rappelé par le rapporteur de commission, Christian Levrat (ps, FR). Ce dernier est brièvement revenu sur les raisons pour lesquelles une majorité de la commission de l'économie et des redevances estime qu'il faut rejeter l'initiative pour une Suisse libre de pesticides de synthèse. Une interdiction totale d'ici à dix ans aurait des conséquences défavorables pour l'agriculture, l'industrie agroalimentaire et la sécurité alimentaire de la Suisse. Une interdiction d'importation des denrées alimentaires produites à l'aide de ces substances ne serait, de plus, pas compatible avec les accords commerciaux signés avec l'UE, et dans le cadre de l'OMC et du GATT. Cet avis a été partagé par une large majorité de la CER-CE (8 voix contre 2 et 1 abstention).
A cette position de refus de la commission, deux sénatrices écologistes, Céline Vara (verts, NE) et Adèle Thorens (verts, VD) ont chacune délivré un plaidoyer pour une agriculture en accord avec la nature. Adèle Thorens a proposé de soutenir un texte qui entre en rupture avec l'actuel système de gestion des pesticides; un système en échec, selon ses propos. Pour elle, tant l'homologation des produits – dont on se rend compte après coup qu'ils sont hautement problématiques – que le non-respect des normes établies ou encore la difficulté de retirer du marché certaines substances problématiques et celle d'assainir les eaux polluées par ces produits sont autant de preuves d'un système qui ne fonctionne pas. Elle a donc plaidé pour un changement de paradigme, parlant d'une transition de l'agrochimie à l'agroécologie. La sénatrice vaudoise y voit une nécessité pour répondre à l'urgence de l'effondrement de la biodiversité qui est à comparer au réchauffement climatique. En écho à son intervention, Céline Vara a dépeint le tableau clinique de la biodiversité en Suisse, rappelant notamment la baisse de 60 pour cent des effectifs d'oiseaux insectivores dans les milieux agricoles depuis 1990. Pour elle, l'initiative élaborée par la CER-CE n'est qu'un pas de fourmi, alors que l'initiative pour une Suisse libre de pesticides de synthèse propose une solution cohérente et nécessaire afin de protéger le vivant pour les générations futures.
En réponse à ces interventions, Olivier Français (plr, VD) et Peter Hegglin (pdc, ZG) ont souhaité apporter une analyse plus nuancée, reconnaissant la nécessité d'agir, tout en rappelant que tout n'était pas aussi simple. L'élu zougois a notamment pris l'exemple de la désinfection des outils utilisé pour la production du lait. Celle-ci s'effectue avec des produits synthétiques afin de garantir une hygiène irréprochable. En cas d'interdiction de l'utilisation de ce genre de produits dans le futur, il sera alors compliqué, selon cet ancien producteur bio, d'assurer une bonne qualité du lait. Le ministre en charge de l'agriculture, Guy Parmelin, a finalement insisté sur les efforts entrepris par les agricultrices et agriculteurs afin de réduire l'utilisation des produits phytosanitaires. Il a également rappelé les mesures entreprises par la Confédération afin de renforcer la recherche de solutions alternatives, citant la restructuration d'Agroscope, le financement du Fibl ainsi que les synergies créées avec l'EPFZ.
28 sénatrices et sénateurs se sont rallié.e.s à la position de la majorité de la commission, du Conseil national et du Conseil fédéral, tandis que 9 élu.e.s ont soutenu le texte d'initiative (4 abstentions).

Lors du vote final, les deux chambres ont renouvelé leur opposition au texte – par 31 contre 9 et 4 abstentions à la chambre haute et par 111 voix contre 78 et 7 abstentions à la chambre du peuple. Il est intéressant de noter que l'initiative a récolté une vingtaine de voix de plus en sa faveur au Conseil national entre le premier vote d'ensemble et le vote final, le premier vote ayant eu lieu avant le renouvellement du Parlement en 2019.

L'initiative pour la souveraineté alimentaire des syndicats Uniterre et L'autre syndicat passe aux mains de la chambre haute. Isidor Baumann (pdc, UR) expose les raisons pour lesquelles aucun membre de la commission compétente (CER-CE) – après avoir auditionné deux membres du comité d'initiative et tenu compte des prises de position du SECO, de l'OFAG ainsi que de l'OSAV – ne soutient le présent texte: cette initiative va, à leurs yeux, trop loin et ne pourrait pas être appliquée sur certains points. De plus, elle risque de provoquer la mise en place de nouvelles mesures étatiques et d'augmenter les coûts tant pour la Confédération que pour les consommatrices et consommateurs. Il ajoute que les mesures préconisées concernant la protection douanière pourraient entrer en conflit avec les accords de l'OMC. Finalement, la commission estime que le texte sur la sécurité alimentaire remplit déjà une grande partie des volontés de la présente initiative, la rendant superflue. La CER-CE propose donc, par 11 voix contre 0 et 2 absentions, aux membres du Conseil des Etats de la rejeter.
En comparaison avec les discussions ayant eu lieu au Conseil national, celles menées dans la chambre haute ont été concises. Trois sénateurs – Konrad Graber (pdc, LU), Peter Föhn (udc, SZ) et Peter Hegglin (odc, ZG) – exposent les raisons de leur opposition au texte, invoquant des arguments similaires à ceux délivrés par la commission compétente, à savoir, que le texte est superflu et qu'une implication plus grande de l'Etat dans ce domaine ne profiterait à personne. Seul le sénateur genevois Robert Cramer (verts, GE) se fait le défenseur de l'initiative, sans pour autant avoir déposé de proposition visant à l'acceptation du texte. Pour lui, l'initiative est une possibilité offerte de changer de cap concernant la politique agricole actuellement en place et ainsi que celle réfléchie par le Conseil fédéral. L'initiative veut, en effet, mettre en place une politique alimentaire orientée sur «la santé, la régionalité, le climat, la biodiversité et la responsabilité sociale» selon les mots du sénateur vert.
Le conseiller fédéral Johann Schneider-Ammann revient, à son tour, sur les raisons invoquées par l'exécutif de ne pas soutenir cette initiative. Il explique tout d'abord que celle-ci est débattue dans un contexte bien particulier, à savoir au milieu de discussions sur la vue d'ensemble sur le développement à moyen terme de la politique agricole, sur la Politique agricole 22+, ainsi que sur les accords entre les pays du MERCOSUR et les pays de l'AELE. Il considère que cela amène une certaine confusion quant aux volontés du Conseil fédéral dans ce domaine. L'acceptation en septembre 2017 du contre-projet à l'initiative sur la sécurité alimentaire a permis d'inscrire dans la Constitution un certain nombre de points donnant une base pour l'orientation future de l'agriculture suisse, rendant l'initiative discutée superflue selon l'exécutif. De plus, et comme déjà exposé à la chambre basse, certaines des demandes de l'initiative vont à l'encontre de la politique agricole suisse, comme par exemple l'augmentation du nombre d'actifs dans l'agriculture.
Aucune proposition d'acceptation du texte n'ayant été déposée, le Conseil des Etats adhère, de facto, à la décision du Conseil national, à savoir proposer de rejeter l'initiative.