I ett 6-3 beslut, rättvisan sade att skattesubventioner som gör sjukförsäkring överkomligt för låginkomsttagare kan fortsätta.
Härskandet bevarar den lag som kallas Obamacare, som Barack Obama betraktar som en stor del av sitt presidentarv.
Republikanerna har lovat att fortsätta kämpa mot lagen.
"Vi har mer arbete att göra, men vad vi inte kommer att göra är att reda ut vad som nu har vävts in i tyget av Amerika," Mr Obama sade.
Fallet, känt som King mot Burwell, var den andra stora utmaning som lagen har ställts inför i USA:s högsta domstol.
Till skillnad från i många andra västländer har USA inte ett enda hälso- och sjukvårdssystem. Privata företag, snarare än den amerikanska regeringen, tillhandahåller sjukförsäkring för amerikanska medborgare.
Antagandet av lagen om prisvärd vård (ACA) - en av Obamas viktigaste och mest kontroversiella landvinningar - gav 2010 i uppdrag att alla amerikaner måste köpa privata försäkringar. Den gav bidrag för att göra det möjligt för många att göra det.
År 2012 ifrågasattes lagens uppdragsdel i domstolen. Rättvisarna bestämde sig för att bevara den.
I detta beslut, liksom i beslutet på torsdag, överraskade överdomare John Roberts observatörer genom att ansluta sig till sina liberala kolleger till stöd för lagen.
"Kongressen passerade Affordable Care Act för att förbättra sjukförsäkringsmarknaderna, inte för att förstöra dem," Överdomare John Roberts skrev i yttrandet.
Rättvisa Anthony Kennedy motsatte sig 2012, men ställde sig bakom majoriteten på torsdag.
Om domstolen hade fattat det motsatta beslutet skulle uppskattningsvis 8,7 miljoner människor i USA ha riskerat att förlora det stöd som gör vården överkomlig.
Insatserna kunde inte ha varit högre.
Människors hälsa (mycket viktig) och Obamas arv (mindre viktigt, men för honom och de omkring honom ganska vitala) stod på spel.
En politiskt välbalanserad högsta domstol har gett en eftertrycklig, överväldigande röst till förmån för presidenten med 6-3.
Jag slår vad om att "No-drama Obama" är high-fiving någon och alla i Vita huset - det är så stort det är.
Obama trotsar lame-duck förväntningar
Demonstratörer samlades utanför hovet redan tidigt på torsdagsmorgonen.
När publiken läste uppdateringar på sina mobiltelefoner blev de glada när de fick reda på att domstolen hade uttalat sig till deras fördel. Vissa började dansa, medan andra sjöng "Om du är täckt och du vet att det klappar händerna."
"Detta är en stor suck av lättnad för miljontals över hela landet," sade Ron Pollack of Families USA, en hälso-och sjukvård intresseorganisationer. "ACA är inte bara landets lag, det kommer att förbli landets lag."
– Idag är en bra dag för sjukvården i Amerika, säger aktivisten Benton Strong. "Jag hoppas att det här är slutet på linjen."
Demonstranter som motsatte sig subventionerna hade inte någon större synlig närvaro.
Domare Antonin Scalia skrev i sitt missnöje att Högsta domstolen skapar ett prejudikat för att gynna vissa lagar framför andra.
"Vi bör börja kalla denna lag Scotuscare" Justice Scalia skrev, hänvisar till domstolens akronym. "Dagens tolkning är inte bara onaturlig; den är ohörd."
Kongressrepublikanerna har röstat mer än 50 gånger för att upphäva lagen.
House talman John Boehner sade att de kommer att fortsätta sina "ansträngningar för att upphäva lagen och ersätta den med patientcentrerade lösningar som uppfyller behoven hos seniorer, småföretagare och medelklassfamiljer".
Efter antagandet av ACA 2010 gavs staterna möjlighet att inrätta egna hälso- och sjukvårdsutbyten – online-marknader för medborgare att köpa hälsotäckning.
Medborgare i stater som vägrade att etablera utbyten kunde köpa täckning på ett federalt utbyte.
I domstolen hävdade motståndarna att en fras som ingår i lagen, "etablerad av staten", innebar att den federala regeringen bara kunde ge bidrag till människor i stater som upprättade sina egna utbyten.
Men de flesta amerikaner som får subventioner köper sjukvård genom det federala utbytet, efter att många stater beslutat att inte inrätta sina egna marknader. Endast 13 stater och Washington DC har inrättat egna utbyten.
Obama-administrationen hävdade att det var en alltför snäv läsning av lagen, som spänner över nästan 1000 sidor, och resten av lagstiftningen gör tydliga subventioner är avsedda för dem som uppfyller inkomstkrav, oavsett vilken utbytesförsäkring köptes från.
Källa: Reuters
Upprätthållandet av lagen befäster president Obamas största lagstiftande seger. En begränsning av subventionerna kunde ha avslöjat Barack Obamas underskrift av hälso- och sjukvårdsreformerna.
Republikansk kongressledare Steve Scalise sade att han var besviken på domen och skulle arbeta för att lagen "upphävdes och ersattes", ekar nästan universell republikansk känsla.
"Det ändrar inte det faktum att Obamacare har varit ett dystert misslyckande för miljontals amerikaner som har förlorat den goda vård som de gillade, och betalar mer för de planer som de har," Mr Scalise sade i uttalande.
Träffa de Högsta: Vilka är USA:s högsta domstol
USA:s högsta domstol har försvarat en viktig del av president Barack Obamas hälso- och sjukvårdslag, som bevarar sjukförsäkringen för miljontals amerikaner.