Det följer en lång dispyt om framtiden för utbildning i staden, som skulle se Tasker Milward och Sir Thomas Picton skolor stängas.
De kan ersättas med en engelsk medelhög skola på en annan plats.
Efter en hetsig debatt röstade fullmäktiges ledamöter 28-22 för ett nytt samråd.
Ett tidigare samråd övergavs i november förra året efter det att förvaltarna i Tasker Milward och Picton Charity-gruppen hade varnat för att de övervägde att inleda en domstolsprövning.
Planerna för en ny walesiska medelhögskola i Haverfordwest fortsätter under en separat process.
Pembrokeshires kommunfullmäktige har röstat för att inleda ett fjärde samråd om planer på att omskaka utbildningen i Haverfordwest.