Förtroendeomröstningen föranleddes av en misstänkt korruptionshärva kring bygget av ett stort arenaprojekt, Garden-Helsinki.
Rösterna för Orpo föll 101–90, rapporterar Yle. I omröstningen om hela regeringen var röstsiffrorna de samma.
Före omröstningen pågick en debatt i riksdagen i nio timmar om ämnet.
Oklarheter i samband med att hundratals statliga stödmiljoner beviljades för det stora arenaprojektet fick oppositionen att kräva statsministerns avgång.
Under måndagen meddelade Orpo att projektet i nuvarande form inte längre har regeringens stöd.
Riksdagen kallades in mitt under sommarpausen, vilket sker sällan i Finland.