Nel 1968, Ossicini rientra in politica ed è eletto al Senato come indipendente nelle liste del PCI e aderisce al gruppo degli Indipendenti di Sinistra; conferma il suo seggio a Palazzo Madama ininterrottamente fino al 1992. Tra il 1970 e il 1989 è promotore della legge per l'istituzione dell'Ordine degli psicologi.