Rösterna föll 49-50, då 60 röster skulle ha behövts för att förslaget skulle ha blivit av. Ukraina skulle ha fått 60 miljarder dollar och Israel skulle ha fått 14 miljarder dollar. Partierna har förhandlat om paketet i månader.
Senatens majoritetsledare Chuck Schumer säger att han försöker se till att stödet till Ukraina och Israel godkänns. Republikanerna har sagt att de kan godkänna stödpaketet.
Schumer kommer att genomföra en testomröstning om stödet till Ukraina och Israel. Gränsfrågan finns inte med i det här modifierade paketet.
Källa: AP, Reuters