Röstsiffrorna i omröstningen blev 154 ja och 195 nej. Ingen ledamot avstod från att rösta.
– Det är en tung dag för alliansen i dag också, säger Ulf Kristersson enligt Aftonbladet.
Både Centerpartiet och Liberalerna hade sedan tidigare gjort klart att de tänkte rösta ner Ulf Kristerssons förslag att bilda regering med Kristdemokraterna, med hänvisning till att en sådan regering skulle bli beroende av Sverigedemokraterna.
SD själva meddelade under tisdagen att de skulle rösta ja till förslaget.
Beslutet av C och L att rösta ned Kristersson som statsminister har av flera bedömare tolkats som en dödsstöt för Alliansen.