Den britiske regjeringen har argumentert for at det er unødvendig med en avstemning i Parlamentet før artikkel 50 i Lisboa-traktaten utløses, og dagens kjennelse er derfor et nederlag for statsminister Theresa May.
Avgjørelsen ble tatt med 8 mot 3 stemmer.
Artikkelen må utløses før Storbritannias formelle utmeldingsprosess fra EU kan starte.
– Partilederne har sagt at de vil respektere folkets vilje. Men det blir en ekstra runde i Parlamentet der de vil diskutere den lovteksten. Opposisjonen kommer til å kjøre regjeringen knallhardt på hva slags planer den har i forhandlingene, hva slags strategi den har og hva slags fremtid som venter etter en utmeldelse, sier NRKs London-korrespondent Espen Aas.
Sannsynligvis ikke forsinkelser
Den britiske regjeringen har tidligere sagt de vil utløse artikkel 50 i slutten av mars. Det har blitt spekulert i om dette kan føre til forsinkelser.
– Det er et prestisjenederlag for statsminister Theresa May, men jeg tror ikke det kommer til å forsinke utmeldelsesprosessen, sier Storbritannia-ekspert Øivind Bratberg til NTB.
Han betegner høyesterettsavgjørelsen som «en liten hump i veien».
– Men det er en viktig avgjørelse fordi den gir et konstitusjonelt godkjentstempel om at Parlamentet skal være en del av utmeldelsesprosessen fra start til mål, sier Bratberg.