Överhuset ägnade två dagar åt att diskutera äktenskapspropositionen (samma sexpar) med många medlemmar som uttryckte sin oro.
Men det förkastade ett ändringsförslag som syftade till att förstöra lagförslaget med 242 röster, vilket förde det ett steg närmare att bli lag.
BBC:s Norman Smith sade att planerna var på kurs för de första bröllopen med samma kön att äga rum nästa sommar.
Lagförslaget skulle tillåta par, som för närvarande kan bilda civila partnerskap, att gifta sig.
Om det blir lagligt måste religiösa organisationer "hoppa in" om de vill erbjuda gaybröllop, utom Englands kyrka och Wales kyrka, som enligt lag skulle förbjudas att göra det.
Peers tilläts en fri omröstning om ändringsförslaget, som lagts fram av crossbench kamrat Lord Dear, vilket effektivt skulle ha förstört regeringens planer. Den besegrades med 390 röster mot 148.
Kort därefter fick lagförslaget - som också stöddes av Labourledaren Ed Miliband - en andra behandling utan omröstning och kommer nu att gå vidare till mer ingående granskning av kolleger.
Resultatet hälsades med jubel från anhängare av samkönade äktenskap som samlats utanför parlamentet.
Under debatten insisterade Lord Dear på att förändringen "helt och hållet skulle förändra begreppet äktenskap som vi känner det".
Lagförslaget var "ogenomtänkt", hade ingen demokratisk legitimitet och var "fatalt bristfälligt", sade han.
Men jämställdhetsminister Baroness Stowell av Beeston kallade lagstiftningen en "kraft för gott" som skulle stärka äktenskapet.
Hon sa att det skyddade både religionsfriheten och yttrandefriheten.
Baroness Royall, labours ledare i Lordarna, sade att äktenskapet hade en "särskild ställning i vårt samhälle": "Jag är fast övertygad om att vårt samhälle kommer att stärkas när fler par kan välja att göra ett livslångt engagemang för varandra och när alla medlemmar i våra samhällen kan fira sin identitet och sina relationer inom äktenskapets institution."
Efter omröstningen, kultursekreterare Maria Miller postat på Twitter: "Bra resultat i @UKHouseof Lords ikväll, överväldigande stöd från Peers från alla sidor."
Ben Summerskill, chef för gruppen för homosexuellas rättigheter Stonewall, sade att han var glad och tillade: " Britains 3,7 miljoner homosexuella människor förtjänar inte att vara andra klassens medborgare i sitt eget land.
"En tuff kamp ligger framför oss och vi kommer att fortsätta att arbeta outtröttligt varje dag för att få lika äktenskap genom Lords."
Peter Tatchell, som koordinerar kampanjen Equal Love, sade: "Det här är en seger för kärlek, äktenskap och jämlikhet.
"Vi är ännu ett steg närmare vårt mål om ett jämlikt äktenskap. Det signalerar att överhuset accepterar principen att vi alla ska vara jämlika inför lagen."
Men Colin Hart, kampanjledare för koalitionen för äktenskap, sade att 148 kamrater hade "valt att registrera sitt djupa motstånd mot homoäktenskap lagförslaget".
Han tillade: " Regeringen kan ha vunnit omröstningen i dag, men det som framgick av debatten var det enorma motståndet mot nästan varje del av lagförslaget.
"Vi kommer att fortsätta att kämpa för att rädda det traditionella äktenskapet och dagens omröstning och den oro som uttryckts av många kamrater innebär att vi kommer att kunna införa skyddsåtgärder som skyddar lärare, registratorer, präster och alla som arbetar inom den offentliga sektorn.
"Om regeringen vägrar att acceptera dessa förändringar riskerar de att förlora lagstiftningen vid tredje behandlingen."
Planerna, som regeringen vill träda i kraft i juli nästa år, passerade genom Commons förra månaden med 205 majoritet.
Men många religiösa organ, däribland engelska kyrkan, och många konservativa aktivister har väckt oro. Ärkebiskopen av Canterbury, Justin Welby, var bland dem som talade emot förslaget i Lorderna.
Frankrike höll nyligen sitt första samkönade äktenskap medan den skotska regeringen har bekräftat att det kommer att införa sin egen lag inom kort.
Totalt stöddes Lord Dears ändringsförslag av 66 konservativa kamrater, 16 arbetskamrater, två liberaldemokrater, 46 korsbenchers, nio biskopar och nio andra.
Förslaget stöddes av 80 konservativa, 160 arbetskamrater, 73 Lib Dems, 68 korsbenchers och nio andra.
Peers har röstat med mer än två mot en för att stödja regeringens planer för samkönade äktenskap i England och Wales.