När parlamentet hade att ta ställning till hennes förslag om hur skilsmässan med EU skulle gå till röstades det ned med siffrorna 432 mot 202, enligt The Guardian det värsta fiaskot för en brittisk premiärminister i modern tid.
Omröstningen föregicks av hårda debatter både i kammaren och på gatan utanför, där demonstranter från bägge sidor skanderade slagord. Direkt efter att misslyckandet blivit ett faktum krävde oppositionsledaren Jeremy Corbyn ett misstroendevotum mot premiärminister Theresa May.
– Det är en katastrofal förlust för regeringen, efter två år av misslyckade förhandlingar har underhuset lämnat sin dom mot hennes förslag. Förhalande och förnekande har nått vägs ände, säger han enligt The Guardian.
Misstroendevotum till debatt
Frågan om misstroendevotum, som fått stöd från fler oppositionsledare än Jeremy Corbyn, kommer att debatteras i parlamentet under onsdagen.
Under en brexitdebatt som hölls i Europaparlamentet i Strasbourg på onsdagsmorgonen fick flera framträdande EU-röster chansen att kommentera tisdagens brittiska brexitomröstning.
– Kommissionen beklagar att man har förkastat avtalet. Brexit är av ondo och skadar både Storbritannien och EU. Nu är det vår plikt att begränsa skadorna, säger Frans Timmermans, EU-kommissionens vice ordförande.
– Det är också vår plikt att se till att vi står redo inför alla möjliga resultat, däribland ett oordnat utträde. Att vi kan reagera på alla olika scenarior, lägger han till.
Även Michel Barnier, EU:s chefsförhandlare om brexit, beklagar händelseutvecklingen.
– Det är alltför tidigt att bedöma alla konsekvenser av detta resultat. Jag kommer inte att spekulera om olika scenarier nu. Men vi beklagar djupt denna omröstning, verkligen djupt.