Det betyder, at han definitivt må opgive sine planer om at blive premierminister.
Feijóo tabte også en lignende afstemning i parlamentet onsdag i denne uge.
Dermed bliver det den socialdemokratiske premierminister, Pedro Sanchéz, som overdrages opgaven med at samle et flertal bag en regering.
Feijoo fik i første omgang den rolle, fordi hans konservative parti blev det største ved valget i sommer.
Ved afstemningen fredag fik Feijóo kun de 137 stemmer fra sit eget parti og de 33 fra partiet Vox på den yderste højrefløj samt to stemmer fra regionspartier i Navarra og De Kanariske Øer til at danne regering. Det gav tilsammen 172 stemmer.
Dermed manglede han fire stemmer for at have et flertal for en regering.
– I kan kalde det en fiasko, hvis I ønsker det, siger han.
Socialdemokraten Sánchez, som har styret sammen med venstrealliancen Podemos siden 2020, kan forsøge at hente støtte fra flere catalanske og baskiske partier. Heriblandt er også politikere, som ønsker uafhængighed af Spanien.
Hvis det mislykkes for Sánchez, ventes der at blive holdt nyt valg i januar.
Inden valget så det længe ud til, at Feijoo ville blive Spaniens nye premierminister.
/ritzau/Reuters
Andre læser også