Puigdemont och kollegorna Toni Comín och Clara Ponsatí sitter som ledamöter av EU-parlamentet. Samtidigt vill Spanien fortfarande ställa dem inför rätta, anklagade för bland annat uppror och uppvigling under de katalanska självständighetssträvandena hösten 2017.
Från parlamentet ges nu också formellt tummen upp för åtal. Med 400 röster mot 248 har Puigdemonts kollegor röstat för att häva hans immunitet. För Comín och Ponsatí hävs i sin tur immuniteten med 404 röster mot 247. Ett drygt 40-tal ledamöter lade ner sina röster.
Spaniens utrikesminister Arancha González Laya är nöjd.
– Katalonien-problemet måste lösas i Spanien och inte på europeisk nivå, säger hon till journalister enligt nyhetsbyrån AFP.
"En skam"
Beslutet i EU-parlamentet var väntat, med tanke på anklagelserna formellt härrör från tiden före de tre katalanerna valdes in.
Puigdemont hade ändå hoppats på ett nej.
– Det här är en sorglig dag för EU-parlamentet. Vi har förlorat vår immunitet, men EU-parlamentet har förlorat ännu mer: den europeiska demokratin, säger den förre regionledaren på en presskonferens i Bryssel.
Stöd i EU-parlamentet har han främst fått från vänsterpartier och miljöpartier – liksom andra självständighetsivrare.
"En skam. Jag ger inte min röst till politisk förföljelse", skriver exempelvis Assita Kanko, EU-parlamentsledamot från det flamländska separatistpartiet NVA, på Twitter.
Utlämnas inte?
Spanien väntas nu göra nya försök att få Puigdemont, Comín och Ponsatí utlämnade. Alla tre befinner sig för tillfället i Bryssel, även om Ponsatí huvudsakligen varit baserad i Edinburgh i Skottland under de senaste åren.
Ett utlämnande från Belgien ses dock som osannolikt. Alla tidigare försök har avslagits och så sent som i januari sade en belgisk domstol nej till utlämnande av en annan efterlyst katalansk aktivist, bland annat med hänvisning till att han inte ansågs kunna få en rättvis rättegång i Spanien.
De tre katalanerna har dessutom redan på förhand aviserat att de tänker överklaga EU-parlamentets beslut till EU:s domstol. Deras roller som ledamöter i EU-parlamentet förändras inte av att deras immunitet har lyfts.