Gjennom vennskapen med gitaristen Terry Kath, møtte Loughnane trommeslagaren Danny Seraphine og saksofonisten Walter Parazaider. Parazaider, som prøvde å danne eit rockeband med blåserekkje, oppfordra Loughnane til å bli med på øvingane. Loughnane har vore medlem av bandet sidan starten. Gruppa kalla seg først The Big Thing, men skifta etter kvart namn til The Chicago Transit Authority med James Pankow på trombone, Robert Lamm på vokal og klaverinstrument, og Peter Cetera på vokal og bass i tillegg. Bandet korta ned namnet til Chicago etter trugsel om søksmål frå det verkelege Chicago Transit Authority.
Loughnane har skrive nokre songar for Chicago, mellom anna hittane «Call on Me» frå Chicago VII og «No Tell Lover» frå Hot Streets, og albumspor som «Together Again» på Chicago X og «This Time» på Chicago XI. Loughnane song solovokal første gongen på Terry Kath-songen «Song of The Evergreens» på Chicago VII. Han song òg korvokal på mange Chicago-songar, og stundom solovokal, som på «Let it Snow! Let It Snow! Let It Snow!» frå Chicago XXV: The Christmas Album.
