Le texte a été approuvé par 50 voix contre 48 et va maintenant être soumis à la Chambre des représentants, où il devrait être approuvé avant que le Président américain Joe Biden ne le signe.
La Chambre votera le texte mardi, selon le chef de la majorité démocrate Steny Hoyer.
"Le Président Biden a hâte de signer ce projet de loi dès qu'il aura été adopté par la Chambre et sera déposé sur son bureau", a déclaré la porte-parole de la Maison-Blanche Jen Psaki dans un communiqué publié jeudi.
Le relèvement du plafond de la dette de 480 milliards de dollars porte la limite de la dette à 28.900 milliards de dollars (25.006 milliards d'euros) et devrait être utilisé d'ici au 3 décembre.
La loi de financement du gouvernement et des agences fédérales doit expirer à cette même date.
Cela signifie qu'au cours des huit prochaines semaines, le Congrès, âprement divisé, devra trouver un terrain d'entente sur les dépenses des agences américaines jusqu'en septembre 2022 - allant de l'éducation et des programmes d'aide à l'étranger à l'application des lois sur l'immigration et à la sécurité des aéroports - et s'accorder sur un relèvement du plafond de la dette à plus long terme.
Ce vote intervient alors que les États-Unis étaient près de se retrouver dans une situation historique de défaut de paiement.
"Les Républicains ont joué à un jeu dangereux et je suis heureux que leur stratégie n'ait pas fonctionné", a déclaré le chef de la majorité démocrate au Sénat, Chuck Schumer.
L'accord a émergé lorsque le chef de la minorité républicaine au Sénat, Mitch McConnell, a proposé mercredi de relever temporairement le plafond de la dette, ce qui a fait l'objet d'intenses tractations au Capitole tout au long de la soirée.