Röstsiffrorna blev 325-306.
Theresa May fick, utöver egna partiet Tories, stöd i omröstningen av nordirländska Democratic Unionist Party.
Efter omröstningen bjöd Theresa May in övriga partiledare till ett möte redan under onsdagskvällen för att diskutera hur Storbritannien ska gå vidare.
"Efter en omröstning som splittrade vårt land i två delar är det synnerligen viktigt att vi sammanför vårt land igen", sade Theresa May.
Labour-ledaren Jeremy Corbyn, som hade föreslagit misstroendeomröstningen på tisdagen, menade dock att May först måste utesluta en brexit utan avtal innan han är beredd att inleda några diskussioner, skriver Bloomberg News.