Kết quả bỏ phiếu theo đó chính thức bãi nhiệm chức vụ Tổng thống của bà.
Theo đơn kháng cáo, do Luật sư Jose Eduardo Cardozo đệ trình, Tổng thống Rousseff yêu cầu tòa án "ngay lập tức chấm dứt hiệu lực của quyết định của Thượng viện".
Bà cũng yêu cầu "một phiên tòa mới", trong đó Tổng thống vừa tuyên thệ nhậm chức Michel Temer sẽ quay trở lại chức Tổng thống lâm thời.
Trước đó cùng ngày, với 61 trong tổng số 81 nghị sĩ bỏ phiếu ủng hộ, Thượng viện Brazil đã bỏ phiếu phế truất bà Rousseff.
Ông Temer đã chính thức nhậm chức Tổng thống và thay bà Rousseff điều hành đất nước tới hết năm 2018.
Bà Rousseff cho rằng việc bỏ phiếu bãi nhiệm bà là một "cuộc đảo chính" và bà sẽ kháng cáo.
Nhiều nước Mỹ Latinh cũng đã bày tỏ đoàn kết với bà Rousseff sau phiên bỏ phiếu của Thượng viện Brazil.
Bà Rousseff đã bị Quốc hội đình chỉ chức vụ từ ngày 12/5 để Quốc hội tiến hành quá trình xét xử với cáo buộc vi phạm Luật Ngân sách và Luật Trách nhiệm Tài chính.