Transport Salarried Staffs' Association kommer att gå ut med Aslef, RMT och Unite den 5 augusti i rad över service den nya Night Tube service.
London Underground sade att det hade lämnat ett "rättvist" erbjudande och skulle fortsätta att vara tillgängligt för samtal.
De fyra fackföreningarna gick tidigare ut den 9 juli, vilket fick hela Tube-nätverket att stängas av.
På tisdagen hade samtal hållits vid försoningstjänsten Acas.
Men TSSA:s generalsekreterare Manuel Cortes sade: "Vi förväntade oss att komma överens om en ram för att diskutera alla våra farhågor om bemanningsnivåer och säkerhet på Night Tube samt lönefrågorna.
"Men allt vi fick var en upprepning av "take or leave" det slutliga löneerbjudandet som redan har avvisats och inga detaljerade samtal på Night Tube. Vi är villiga att förhandla, det är de uppenbarligen inte."
Steve Griffiths, London Undergrounds chefsofficer, sade: " Vi har lagt fram ett mycket rättvist och rimligt erbjudande om lön och införandet av Night Tube och vi fortsätter att uppmana fackföreningarna att lägga fram det för sina medlemmar.
"Vi kommer att vara på ACAS denna vecka för ytterligare diskussioner för att lösa denna fråga och lita på att fackföreningarna kommer att vara också."
Raden är över en genomsnittlig löneökning på 2 % för LU-medlemmar och arbetstagares villkor kopplade till planer på att införa en hel natt Tube service på Jubilee och Victoria linjer och och de flesta av de centrala, norra och Piccadilly linjer.
Förra veckans strejk såg långa förseningar och rusningstiden började tidigare än normalt då pendlare försökte hitta alternativa sätt att ta sig till och från arbetet.
En fjärde fackförening har meddelat att den kommer att delta i en 24-timmars Tube strejk nästa månad i rad om lön och villkor.