Lovforslaget blev i sin tid fremlagt af Republikanerne, der er vrede over præsident Obamas beslutning om at udsætte en afgørelse om olierørledningen til 2013.
Forslaget var en del af en større lovpakke på transportområdet, som Obama i sidste ende kunne have nedlagt veto mod.
Med senatets beslutning kan Republikanerne nu hævde, at Obamas partikammerater har sagt nej til et projekt, som tilhængere mener hurtigt ville kunne skabe 20.000 amerikanske arbejdspladser og nedbringe oliepriserne i en kriseramt økonomi.
Med stemmerne 56-42 blev forslaget forkastet. Der skulle 60 stemmer til for at få forslaget vedtaget.
- Præsident Obama havde chancen for at skabe tusindvis af nye job, siger den republikanske senator Richard Lugar.
Han hævder, at Obama har givet efter for pres fra miljøaktivister ved at afvise Keystone XL-projektet.
Olierørledningen er blevet et centralt emne i amerikansk politik, hvor miljøaktivister har demonstreret i månedsvis og kæmpet mod olieindustrien, der har skudt mange penge i reklamekampagner for projektet.
Modstanden skyldes især, at udvinding af olie i Canadas tjæresand kræver store mængder energi, som dermed også producerer store mængder drivhusgasser.
Miljøorganisationerne frygter endvidere, at der kan ske olieudslip i miljømæssigt følsomme områder, blandt andet vådområder, floder og områder med stort plante- og dyreliv.
Republikanske politikere, olieindustrien og Canadas regering lægger derimod mere vægt på, at olierørledningen vil være med til at skabe arbejdspladser.
Canadas premierminister, Stephen Harper, har truet med at sælge olien til Kina i stedet for til USA, hvis den amerikanske regering ikke vil godkende projektet.
/ritzau/AFP
Seneste artikler
Truet af lukning: Nu er der nyt om biografen
50 liter narko i BMW’en: Tysk par får fængsel og udvises
Langholt slår igen mod tilsyn: Uenig i afgørelse
Købte dyre ejendomme og leasede luksusbiler: Derfor mister bosted sin godkendelse
Efter brandulykke: Sådan skal de ansatte hjælpes videre
Mest læste artikler
Mand fundet død i Maribosøerne
DMI udsender varsel
Kommune hjemsender omstridt centerchef
Efter 69 år: Vil rive gigantisk vartegn ned
Clara åbner ny kaffebar: Farens død lærte hende vigtig lektie