Гласуването приключи с 391 гласа "против" срещу 242 гласа "за".
Малко след обявяването на резултатите, лидерът на лейбъристите Джереми Корбин се обяви за предсрочни парламентарни избори.
Неговата партия ще гласува "против" за Брекзит без сделка в сряда и ще продължи да настоява за оставането в митнически съюз с ЕС.
Корбин обаче не споменава за вероятността от насрочване на втори референдум, каквито заявки даде преди.
От ЕС коментираха, че е било направено всичко по време на преговорите. Това заявиха главният преговарящ Мишел Барние и председателя на Европейския съвет Доналд Туск.
Изразява се и разочарование от изхода на гласуването и неспособността на правителството да подсигури достатъчно подкрепа.
Това е още по-лош резултат от вота през януари.
Припомняме, че поражението за премиера Тереза Мей бе очаквано.
По-рано във вторник евроскептични консерватори и Демократичната юнионистка партия обявиха, че няма да подкрепят сделката на Мей.
Ако споразумението за напускане не бъде прокарано на гласуването в парламента, "Брекзит може да бъде изгубен", предупреди премиерът на Великобритания Тереза Мей в началото на дебата в британския парламент, цитирана от британски медии.
Мей подчерта, че правителството е договорило "най-добрите възможни промени" за предпазния механизъм за Ирландия.
Европейският съюз се съгласи на форма на съвместен инструмент, който ще попречи на Брюксел безсрочно да удължава предпазния механизъм, като се позволява на Лондон да спре изпълнението му, ако се установи, че съюзът нарушава споразумението, отбеляза тя и добави, че в такъв случай Обединеното кралство може да прекрати финансовите плащания, докато ЕС не се върне към изпълнение на договореностите.
В сряда ще се проведе гласуване на варианта Брекзит без споразумение. В четвъртък Мей ще реши въз основа на резултатите дали да поиска от Брюксел отлагането на "развода".
Говорител на Мей обаче е съобщил, че за момента не са насрочени преговори с Брюксел.
По време на гласуването, пред сградата на парламента протече протест на привърженици на оставането на Кралството в Общността.
Междувременно, проучване на общественото мнение, проведено същата вечер, показа, че половината запитани искат Мей да си подаде оставката, а 42% искат насрочване на парламентарни избори.
На 15 януари 432 британски депутати срещу 202 гласуваха против сделката на Мей.
Великобритания трябва да напусне по план ЕС на 29 март, но това изглежда все по-малко вероятно.