Ese mismo año fue elegido diputado nacional por Córdoba, cargo que repetiría entre 2013 y 2015.

[7]​ En marzo de 2018, se convirtió en vicepresidente del bloque justicialista en el Senado nacional, sucediendo a José Mayans.

[10]​[11]​ Caserio se presentó como candidato a reelección al Senado Nacional en las Elecciones legislativas de 2021, representando al Frente de Todos, pero no logró renovar su mandato ya que su lista electoral quedó en tercer lugar con el 10,47% de los votos en Córdoba.

[13]​[14]​ Caserio está casado con Isabel Narducci, con quien tuvo dos hijos: Mariana y Hernán.

Su hermano es Jorge Caserio, también político e intendente de Valle Hermoso.