Joanna Michael, 25 år, från St Mellons i Cardiff, ringde 999 två gånger innan Cyron Williams knivhögg henne till döds 2009.
Den oberoende polisklagomålskommissionen (IPCC) slog fast att hon misslyckades av South Wales och Gwent Police.
Högsta domstolen sa att ms Michaels familj inte skulle kunna gå vidare med anspråk mot de två styrkorna.
Michaels föräldrar och barn vann rätten att söka skadeståndsanspråk mot båda polisstyrkorna 2011, men det förkastades av hovrätten eftersom poliser har immunitet mot oaktsamhetsanspråk.
Familjen hade hoppats att Högsta domstolen skulle upphäva domen, men blev besviken på onsdag när domarnas sammanträde beslutade med 5-2 majoritet att avvisa familjens överklagande.
På trappan till hovet sade ms Michaels mor Angela: " Jag har förlorat en underbar dotter. Barnen har förlorat en kärleksfull mor och försörjare.
"Jag tog detta fall för att säkra skador för barnen och även för att göra polisen ansvarig för deras underlåtenhet att effektivt hantera allvarliga våldsfall i hemmet."
Hon tillade: " Jag finner viss tröst i att denna vädjan kan göra nationen uppmärksam på detta problem. Det är oacceptabelt i det moderna Storbritannien att en läkare kan döda en patient genom en vårdslös handling eller underlåtenhet och vara skyldig att betala ersättning, men om polisen misslyckas och någon dör, är de immuna i vårdslöshet."
De sju domarna avslog också enhälligt ett anslutningsöverklagande av polischeferna i South Wales och Gwent Police.
Krafterna ville blockera appellationsdomstolens beslut att familjen skulle tillåtas gå vidare med ett påstående om att deras rättigheter enligt artikel 2 i Europakonventionen om skydd för de mänskliga rättigheterna kränktes av en polismisslyckad att skydda Joannas liv.
När Lord Neuberger läste upp domen, framförde han sin "betydande sympati" för ms Michaels familj.
Natten för mordet den 5 augusti 2009 bröt sig Williams, 19 på den tiden, in i ms Michaels hem och fann henne med en annan man.
Hon ringde 999 klockan 02:29 och berättade för Gwent Police Operator att Williams var i huset och hade hotat att döda henne.
Samtalet gick till Gwent-polisen men skickades till South Wales, polisen som täckte området för ms Michaels adress.
När samtalet väl överförts skulle det ha bedömts som nödvändigt med ett omedelbart svar, men istället graderades på en lägre nivå.
När officerarna fortfarande inte hade anlänt ringde Michael 999 igen kl. 02:43 och hördes skrika innan linjen dog.
Polisen anlände 02:51 BST men på 22 minuter tog det dem att svara på hennes första samtal, mamma till två hade knivhuggits 72 gånger. Hennes barn var i huset vid den tiden.
Williams fängslades för livstid i mars 2010, efter att ha erkänt mord i Cardiffs domstol.
Familjen till en kvinna som mördades av sin pojkvän efter en försening på 999 har fått veta att de inte kan stämma två polisstyrkor för vårdslöshet.