Aktivister i Brighton röstade för ett förslag från Unite Union om att göra deras stöd för strejker villkorat av FN:s stöd.
Omröstningen är inte bindande för parlamentsledamöter, men Jeremy Corbyn har sagt att partiet måste ta hänsyn till ledamöternas åsikter.
Det följer uppmaningar från en högt uppsatt arbetarperson om en fri omröstning i parlamentet.
Shadowkansler John McDonnell berättade för ett möte där The Guardian stod värd vid Labourkonferensen att Syrien och förnyelsen av Trident var frågor där han inte förväntade sig konsensus inom partiet och han ansåg att en omröstning om militära åtgärder i Syrien borde göras "på grundval av samvetet".
Regeringen besegrades 2013 i en parlamentarisk omröstning om militära åtgärder i Syrien, men ministrarna har sedan dess sagt att Storbritanniens ingripande i landet bör göras igen.
År 2014 röstade parlamentsledamöter för RAF:s flyganfall mot islamiska militanter i Irak.
Labours nya ledare Jeremy Corbyn har efterlyst en resolution från FN:s säkerhetsråd och en ny diplomatisk press för att få slut på våldet i Syrien.
Labourkonferensen kommer också att behandla en brådskande resolution, som lagts fram av facket Unite, som motsätter sig förlängningen av RAF:s kampanj mot IS till Syrien utan "tydligt och otvetydigt" bemyndigande från FN.
Men McDonnell berättade för ett möte i anslutning till konferensen att många parlamentsledamöter inte stödde ledarens ståndpunkt och sade att det kan vara nödvändigt för dem att "ense om att vi inte kan enas" - även om han sade att ansträngningarna för att nå samförstånd inom partiet fortfarande pågick.
McDonnell sade: "När man skickar människor till en potentiell förlust av liv anser jag att det är ett samvetsbeslut. Det är ett moraliskt beslut.
"När det gäller Syrien anser jag att det bör vara en fri röst på grundval av samvetet."
Premiärminister David Cameron har antytt att han skulle vilja utvidga RAF-flygen mot den islamiska statsgruppen till Syrien och skulle kunna få parlamentariskt stöd från oppositionella arbetarparlamentsledamöter, även om partiets ledarskap vägrar att erbjuda sitt stöd.
Corbyn redogjorde för sina åsikter om Syrien under sitt konferenstal på tisdagen och sade att "svaret på denna komplicerade och tragiska konflikt inte bara kan hittas i några fler bomber".
Han tillade: "Jag tror att FN ännu kan åstadkomma en process som leder till ett slut på våldet i Syrien."
Samtidigt kommer den besegrade Labourledare Andy Burnham att erbjuda en tuffare linje om EU-invandring under sitt tal på konferensens sista dag.
Burnham måste säga att reglerna om fri rörlighet för personer i EU "bredar på ojämlikheten" och att det krävs åtgärder för att förhindra att migrerande arbetstagare underskrider lönerna.
I ett tal som delvis syftar till att vinna tillbaka väljare från UKIP kommer skugghemssekreteraren att säga att EU måste tillhandahålla ett "golv under alla arbetstagare" och skydda den "löpande lönen".
Burnham, som utsågs till skugghemssekreterare efter att ha besegrats hårt av Corbyn i ledarskapstävlingen, kommer att säga att Labour inte hade "angripit" några av konsekvenserna av EU:s migration och därför verkade "orörlig".
Han kommer att säga: "För att vinna tillbaka de väljare vi förlorade till UKIP vill jag omrama debatten om invandring och hur Labour närmar sig den.
"Alltför länge har vi hävdat att den fria rörligheten i Europa gynnar alla och påverkar alla områden lika. Det är inte sant.
"En fri arbetsmarknad är mer till nytta för privata företag än för människor och samhällen.
"Arbetet har inte tagit itu med det och det är därför vi ser ur beröring."
Labourmedlemmar har röstat för att motsätta sig luftstrider mot islamiska statliga militanter i Syrien, utan mandat från Förenta nationerna.