The Heritage Lottery Fund sa att projektet saknade stöd från Conwy Council och ansågs vara "hög risk".
Rådet har ansökt om att få den grad II-listade strukturen riven.
Men en utdragen rättstvist om ägandet av piren rasar fortfarande på mellan affärsmannen Steve Hunt och rådet.
Erbjudandet om lotteri kontanter från HLF gjordes av Colwyn Victoria Pier Trust, som beskrev begäran som en "sista chans" för piren.
HLF:s verkställande direktör Carole Souter sade: "HLF tar sin roll att investera National Lottery spelares pengar extremt allvarligt och vi stöder bara projekt som vi är säkra på kan leverera långsiktiga fördelar.
"Tyvärr har vi inte fått tillräckligt tydliga indikationer på starkt stöd från Conwy County Borough Council.
"Mot bakgrund av detta och avsaknaden av annat bekräftat ekonomiskt stöd och potentialen för ökade kostnader ansågs ansökan vara en hög risk."
De som försökte rädda piren sade på onsdag att de var "bittrigt besvikna" av beslutet.
Conwys rådschef Dilwyn Roberts sade att han insåg att piren förtroende skulle bli besviken, betonar att myndigheten skulle fortsätta att tala med förtroende och Colwyn kommunfullmäktige och "skulle välkomna att prata med dem vidare om förslag till arv".
Återupprättandet står dock inte på rådets dagordning efter HLF:s tillkännagivande.
"Eftersom ansökan misslyckades kommer rådets ansökan om att riva piren att fortsätta genom planeringsprocessen", sade rådsledaren.
Colwyn Bay Victoria piren har misslyckats med att vinna en £ 9,6m bud på lotteri arv restaurering kontanter och nu står inför rivning.