Domstolen slår fast att den domare som 2017 dömde ex-presidenten Luiz Inácio Lula da Silva för korruption var partisk.
Därmed kan den tidigare presidenten – allmänt kallad Lula – ställa upp i valet nästa år som kandidat mot Bolsonaro.
Lula – som står till vänster på den politiska skalan – och högerpolitikern Bolsonaro är ärkerivaler vars relationer präglas av en rejäl dos personlig animositet.
Enligt opinionsmätningar skulle Lula få omkring 50 procent av rösterna, medan Bolsonaro skulle få under 40 procent om val hölls i dag.
Det slutgiltiga avgörandet kom två veckor efter att korruptionsdomarna mot Lula ogiltigförklarats av procedurmässiga skäl. Domaren Sergío Moro ansågs vara partisk när han dömde i målet där Lula fick tio års fängelse för korruption och mutor i kontakter med det statliga oljebolaget Petrobras.
Moro själv blev senare justitieminister i Bolsonaros regering, för att avgå i protest när rikspolischefen i landet byttes ut.
Lula har avtjänat 18 månader i fängelse.