Aucun des candidats de la Mayenne n'a obtenu suffisamment de voix pour être élu dès le premier tour en Mayenne, où deux sièges sont à pourvoir.
Les deux sénateurs sortants Jean Arthuis et François Zocchetto, de la majorité présidentielle, ont obtenu respectivement 49,41% et 49,06% des voix. L'UMP Norbert Bouvet est crédité de 21,36% des voix et le PS Michel Angot 34,27%. L'autre candidat PS, Jean-Christophe Boyer, obtient 22,30%. L'écologiste Françoise Marchand obtient 7,04%, le communiste Jacques Poirier 2,45% et le frontiste Paul Le Morvan 1,06%.