Högsta domstolens prövning kretsade kring fallet med en kvinna från Nordirland som blev gravid när hon var 15 år.
Hon åkte till England med sin mamma för en abort på en privat klinik 2012, till en kostnad av omkring 900 pund.
Nordirlands abortlag är mycket strängare än resten av Storbritannien.
Uppsägningar är endast tillåtna om en kvinnas liv är i fara, eller om det finns en permanent eller allvarlig risk för hennes mentala eller fysiska hälsa.
Våldtäkt, incest och dödliga fosterabnormiteter är inte omständigheter under vilka aborter kan utföras lagligt i Nordirland.
Mamman och dottern tog fallet mot den brittiske hälsovårdsministern Jeremy Hunt, som medgav att han hade befogenhet att vidta åtgärder för att nordirländska invånare skulle få tillgång till kostnadsfria NHS-aborter i England.
De hävdade att det var "olagligt" att han inte hade gjort det.
Högsta domstolens domare ogillade emellertid moderns och dotterns överklagande med en knapp majoritet på tre till två.
Lord Wilson meddelade att det inte var domstolens sak att "ta itu med de etiska överväganden som ligger till grund för skillnaden" i lagen om abort i Nordirland och England.
Han sade dock att de fem domarna hade varit "shelt splittrade" i fallet.
Han uttryckte sin sympati för kvinnor som utsätts för oönskade graviditeter i Nordirland och sade att lagen satte många av dem i en "djupt oavundlig position".
Han sade att de stod inför "inspärrning, svårigheter och osäkerhet" i sitt "brådskande behov av att skaffa fram de nödvändiga medlen" för att resa till Storbritannien för privata aborter.
Lord Wilson medgav att den ekonomiska bördan hade ökat deras "känslomässiga påfrestning".
Men han uttalade sig inte till förmån för kvinnornas fall, och avslog deras överklagande, ett beslut som hans meddomare Lord Reed och Lord Hughes samtyckte till.
Deras dom medgav att under delegeringen är det de separata myndigheterna i England, Skottland, Wales och Nordirland som ansvarar för att tillhandahålla kostnadsfri hälso- och sjukvård till dem som vanligtvis är bosatta där.
Den förklarade att hälsovårdssekreteraren hade rätt att begränsa tillgången till NHS-aborter "i linje med detta system för lokalt beslutsfattande".
I domen tillades att Hunt "hade rätt att respektera Nordirlands folks demokratiska beslut att inte finansiera aborttjänster".
Lord Wilson tillade att Lady Hale och Lord Kerr avkunnade avvikande domar och skulle ha tillåtit överklagandet.
Modern och dottern, som inte kan namnges av juridiska skäl, sade att de nu kommer att föra sitt fall till Europeiska domstolen för de mänskliga rättigheterna.
I ett gemensamt uttalande sade de att de var "verkligen uppmuntrade att två av domarna fann till vår fördel" och att alla domare hade varit "sympatiska" till sin situation.
– Vi har kommit så här långt och kämpat hårt eftersom frågorna är så viktiga för kvinnor i Nordirland. Därför kommer vi att göra allt vi kan för att fortsätta kampen.
"Vi har instruerat vårt juridiska team att lämna in en ansökan till Europeiska domstolen för de mänskliga rättigheterna i Strasbourg, för att skydda de mänskliga rättigheterna för de många andra kvinnor som gör den ensamma resan till England varje vecka eftersom de nekas tillgång till grundläggande hälso- och sjukvård i sitt eget land."
Förra året reste mer än 700 kvinnor från Nordirland till England för en abort förra året, enligt siffror från Förenade kungarikets hälsodepartement.
Antalet var 100 färre än året innan.
Mor och dotter tog initialt sitt fall till High Court i London 2014, när domstolen hörde att de hade kämpat för att dela upp medlen för en privat abort i England.
Domare i högsta domstolen, Justice King, slog då fast att hälsovårdssekreterarens uppgift är att främja en omfattande hälsovård i England "är en plikt i förhållande till den fysiska och psykiska hälsan hos folket i England".
Han sade att denna skyldighet inte omfattar "personer som normalt är bosatta i Nordirland".
I sitt utslag från 2014 sade han också att decentraliseringsbefogenheter måste beaktas.
Följande år förde kvinnorna sitt mål till appellationsdomstolen, men återigen förlorade de argumentet.
Högsta domstolen är den sista hovrätten i Storbritannien i civilmål.
Men mammans och dotterns advokat, Angela Jackman, sade på onsdag att hennes klienter hade gjort "betydande framsteg" sedan den ursprungliga Högsta domstolens dom.
Hon tillade att högsta domstolens delade beslut gav dem en "fast grund" för att föra ärendet vidare till Europeiska domstolen för de mänskliga rättigheterna.
Den brittiska graviditetsrådgivningen (BPAS), som var en av de organisationer som deltog i den rättsliga utmaningen, sade att den var besviken på Högsta domstolens övergripande dom.
BPAS verkställande direktör Ann Furedi sade: "NHS-finansierad abortvård kanske inte har förklarats vara en laglig rättighet för nordirländska kvinnor idag, men det är moraliskt rätt att ge den."
Hon tillade: "De förtjänar samma omsorg och medkänsla som alla andra brittiska medborgare."
Men Iona Institute, som är antiabort, sade Nordirland "bör vara stolt över sin livräddande abortlag".
Den kristna organisationen tillade: "I en tid då vetenskapliga framsteg har gett oss ett fantastiskt "fönster" in i spädbarn i livmodern gör vi rätt i att fortsätta att förkasta den släpphänta brittiska abortmodellen."
Storbritanniens högsta domstol har avvisat en vädjan från en mor och dotter i deras rättsliga kamp om att kvinnor från Nordirland ska få fria aborter på NHS i England.