Frågan gick till omröstning som utföll 10-7. De grönas ledare Ville Niinistö säger att partiet lämnar regeringen med anledning av beslutet.
Slutgiltigt beslut fattas av riksdagen. Efter de grönas avhopp har de fyra partier som är kvar i regeringen har en knapp majoritet i riksdagen, 102 ledamöter mot oppositionens 98.
Enligt statsminister Alexander Stubb beviljas De grönas ministrar avsked på måndag och nya ministrar utses nästa vecka.
Fennovoimas kärnkraftverk kommer att ägas till 34 procent av ryska Rosatom. Enligt de villkor som regeringen har ställt minst 60 procent vara i inhemsk ägo.