Talmannen i nationalförsamlingen hävdade att president Maduro hade underlåtit att fullgöra sina skyldigheter genom att låta den ekonomiska krisen gå över styr.
Resolutionen är den senaste i en rad försök från oppositionen att driva bort Maduro från sitt ämbete.
Högsta domstolen förväntas dock förklara flytten författningsstridig.
Redan innan lagstiftarna röstade om resolutionen på måndagen, hade Högsta domstolen varnat i ett uttalande [på spanska] att det inte var i nationalförsamlingens makt att avsätta presidenten från ämbetet.
I stället uppmanades oppositionslagarna att lösa sina meningsskiljaktigheter med regeringen genom dialog.
Oppositionspolitiker och regeringsföreträdare ska träffas för samtal på fredag om hur Venezuelas ekonomiska och politiska kris ska lösas.
Landet är djupt uppdelat i dem som vill se president Maduro utvisad från ämbetet och dem som fortsätter att vara lojala mot den "bolivarianska revolutionen", socialismens kännemärke som introducerades av hans företrädare Hugo Chavez.
President Maduros kritiker säger att han och Chavez framför honom bär skulden för den skyhöga inflation och kroniska brist på basvaror som landet upplever.
Mr Maduro i sin tur skyller på Venezuelas affärselit, anklagar den för att sabotera landets ekonomi och konspirera med "imperialistiska styrkor" i USA för att tvinga honom från ämbetet.
Tidigare försök från oppositionens sida att avsätta Joseph Maduro från ordförandeskapet innan hans mandatperiod löper ut i början av 2019 har hittills misslyckats.
Men kritiker av president Maduro är fortfarande orubbliga om att en ny regering behövs för att lyfta Venezuela från sin ekonomiska kris.
Under tiden fortsätter det styrande socialistpartiet att stödja Maduro.
Dess vice ordförande Diosdado Cabello sade på måndagen: "President Maduro har inte avgått och han kommer inte att avgå."
"Han har inte övergett sin post, och vi har inte erkänt eller kommer vi att känna igen en olydig lagstiftande", tillade han.
Venezuelas nationalförsamling, som kontrolleras av oppositionspartier, har förklarat att president Nicolas Maduro har "övergett sin post".