Senatet debatterte saken til over midnatt natt til onsdag.
Leder for Brasils høyesterett Ricardo Lewandowski uttalte på forhånd at de var i ferd med å «gjennomføre en av de mest alvorlige oppgavene i grunnloven».
Opptellingen viser at 59 av senatsmedlemmene stemte for en riksrettssak, mens 21 stemte imot. Det var ventet at Rousseffs motstandere skulle få flertall for at riksrettssaken mot Rousseff skal gjennomføres.
- Les også:
Suspendert
Rousseff, landets første kvinnelige president og tidligere medlem i en marxistisk gerilja under militærdiktaturet, ble suspendert den 12. mai.
Årsaken var anklager om at hun hadde trikset med nasjonalregnskapet i 2014 og brukt penger uten nasjonalforsamlingens godkjennelse.
Mens Rousseff er suspendert ledes landet av Michel Temer. Den tidligere visepresidenten har i likhet med Rousseff liten tillit hos det brasilianske folk, og hadde i en måling 1. juli kun støtte hos 13 prosent av folket.
I tillegg til politisk kaos sliter landet også med en av de verste resesjoner på flere tiår, samtidig som OL avholdes i Rio.
Riksrettssaken mot Rousseff starter 25. august og avsluttes fem dager senere med en avstemning. Der trengs to tredels flertall i senatet for å avsette presidenten.