Det betyr at marinens ubåter og Trident-rakettene blir byttet ut med mer moderne varianter.
Statsminister Tony Blair møtte stor motstand i egne rekker, men forslaget ble vedtatt med 409 mot 161 stemmer.
Motstanderne hevder dette er brudd på ikke-spredningsavtalen. De konservative støttet regjeringens forslag.
Det var med støtte fra det konservative partiet at Tony Blair og hans regjering sikret seg et solid flertall for forslaget om å bygge en ny generasjon av det ubåtbaserte atomvåpensystemet Trident.
Forslaget vakte på forhånd stor motstand fra mange på Labours bakre benker i Underhuset, fordi de mener at en fornyelse av disse våpnene vil sende feil signaler til land som Iran, som er under press fra nettopp Storbritannia for å oppgi sine atomvåpen-planer.
Over 90 av Labours egne representanter stemte imot. Dette er det største opprøret mot Tony Blair siden voteringen for Irak-krigen i 2003.