Par huit votes contre trois, les juges ont décidé que le Sénat, où le gouvernement à un soutien politique plus important qu'à l'Assemblée, aurait le dernier mot pour accepter ou non la destitution, rapporte l'AFP.
La Cour suprême a également annulé la commission parlementaire spéciale, chargée d'examiner la demande de destitution, où l'opposition avait remporté une majorité de sièges, et a estimé que le vote devait avoir lieu à nouveau.
La plus haute juridiction du pays avait alors gelé le processus d'"impeachment" contre Dilma Rousseff.
A l'issue du vote controversé, la composition de cette commission de 65 membres avait constitué un premier revers pour la présidente, l'opposition y remportant une majorité de sièges.
La procédure de vote à bulletin secret, imposée par le président de l'Assemblée, le controversé Eduardo Cunha, avait provoqué une fronde des députés alliés au gouvernement et deux urnes électroniques avaient été cassées.
Le calendrier de la procédure de destitution n'est pas encore connu: il dépendra de l'annulation ou non des vacances parlementaires, prévues du 22 décembre au 1er février.
Mme Rousseff, une ancienne guerilléra de 68 ans, a été réélue de justesse fin 2014 pour un second mandat de quatre ans. Un an après, elle pâtit de la récession économique, avec une popularité au plus bas (9%) et peine à faire approuver au Congrès ses mesures d'austérité, tandis que l'opposition multiplie les manoeuvres pour l'isoler.
