Ved afstemningen fik Merkel 364 stemmer, mens 315 stemte anderledes.
Den såkaldt store koalition, som består af hendes konservative kristelige demokrater i CDU og dets bayerske søsterparti, CSU, samt socialdemokraterne i SPD, har 399 pladser.
Det tyske parlament har i alt 709 medlemmer. Der var ni blanke stemmer.
LÆS OGSÅ Tyske socialdemokrater stemmer ja til regering med Merkel
Genvalget af Merkel som regeringsleder sker efter et næsten seks måneder langt politisk dødvande i Europas største økonomi.
Merkel og den fungerende leder af SPD, Olaf Scholz, samt lederen af CDU, Horst Seehofer, underskrev mandag en 177 sider lang aftale om en regeringskoalition.
