NSA — en av USA:s säkerhetstjänster — har brutit mot lagen genom att läsa privat e-post och avlyssna telefonsamtal.
Regelbrotten har skett nyligen, enligt tidningen New York Times, efter det att man försökt begränsa den sortens verksamhet genom att införa striktare regler.
Uppgifterna bekräftades av företrädare for justitiedepartementet i Washington på torsdagen. Nu ska senaten företa en granskning.
Justitiedepartementet har också aviserat att NSA hädanefter ska hållas i stramare tyglar.
Senatens granskning leds av den demokratiska senatorn Dianne Feinstein, som uppfattar det inträffade som allvarligt. Det kommer att bli senatsförhör i frågan.
Det var under den terroristjakt som inleddes efter 11 september-attentaten 2001 som George W Bush och dennes regering gav säkerhetstjänsterna fria tyglar.
Det gällde även den rent fysiska behandlingen av misstänkta. Den nya administrationen under Barack Obama offentliggjorde på torsdagen delar av hemliga pm skrivna av Bush-jurister för att rättfärdiga hårdhänta metoder under CIA-förhör. I ett uttalande från Obama hette det att taktiken under Bushs tid "underminerar vår moraliska auktoritet och inte gör oss tryggare".
Samtidigt deklarerade Obama att de anställda i säkerhetstjänsterna som utförde förhören inte kommer att lagföras.
Det kritiserade fångläger som USA driver på Kuba ska stängas "inom ett år" enligt de besked Obama lämnade när han tillträdde presidentposten.