President Xi Jinping sade att Kinas "territoriell suveränitet och marina rättigheter" i haven inte skulle påverkas av den härskande "på något sätt".
Men han insisterade på att Kina fortfarande var "förpliktigat att lösa tvister" med sina grannar.
Filippinerna förde ärendet till den permanenta skiljedomstolen.
Tribunalen, baserad i Haag, slog fast att det inte fanns några bevis för att Kina hade historiska rättigheter till de vatten eller resurser som föll inom dess "nio-dash linje", och kränkte Filippinernas suveräna rättigheter med dess verksamhet där.
Domen avkunnades av en skiljedomstol enligt Förenta nationernas havsrättskonvention (UNCLOS), som båda länderna har undertecknat.
Den är bindande, men den permanenta skiljedomstolen har inga verkställighetsbefogenheter.
Filippinerna har haft diplomatiska gräl med Kina över Scarborough Shoal och Spratlys i synnerhet.
Det står att Kinas "nine-dash linje", som Kina använder för att avgränsa sina territoriella anspråk, är olaglig enligt UNCLOS-konventionen.
Vietnam, Taiwan, Malaysia och Brunei har också konkurrerande fordringar i regionen.
Även om dessa öar till stor del är obebodda, kan de ha naturtillgångar runt omkring sig. Det har inte gjorts någon närmare undersökning av området, så uppskattningarna extrapoleras till stor del från mineralrikedomen i angränsande områden.
Havet är också en viktig sjöväg och hem till fiskevatten som tillhandahåller försörjning för människor i hela regionen.
Kinesiska medier var snabba att inta den officiella hållningen att Peking inte skulle erkänna domen.
Kinas statliga nyhetsbyrå Xinhua sade att "eftersom panelen inte har någon jurisdiktion, är dess beslut naturligtvis ogiltigt".
Den filippinska regeringen välkomnade utslaget som ett "milstensbeslut", men det var inte mycket direkt firande.
BBC: s Jonah Fisher i Manila säger att detta kan bero på en nyligen ändrad regering - många filippinare tror att nyvald president Rodrigo Duterte kan ha sökt löften om kinesiska investeringar, i utbyte mot ett lugnt, värdigt svar.
Det fanns mer glädje bland Philippine sociala medier användare, som dubbade den härskande #CHexit.
Både USA och Japan uppmanade båda sidor att hålla sig till domen. USA kallade det ett "viktigt bidrag till det gemensamma målet om en fredlig lösning på tvister i Sydkinesiska havet".
Taiwan avvisade emellertid tribunalens slutsatser om ett område som den förvaltar och sade att domen hade "allvarligt skadat" dess rättigheter och "definitivt inte skulle acceptera detta utslag".
USA skickade ett hangarfartyg och stridsflygplan till regionen före beslutet, medan den kinesiska flottan har genomfört övningar nära de omtvistade Paracelöarna.
Detta resultat innebär en stor förlust av ansiktet för Kina, och ändå verkar det första svaret från Peking på FN-tribunalens rivning av sina påståenden vara ganska försonande.
Å ena sidan har den kinesiska regeringen upprepat att den har territoriell suveränitet och rättigheter till havs i området och att dess folks verksamhet där går tillbaka till mer än 2 000 år sedan.
Därefter fortsätter man dock att tala om "samråd med de direkt berörda staterna" och föreslår "gemensam utveckling i relevanta havsområden".
Flygbolag och rederier kommer att bli glada över att höra att Kina också har upprepat att landet respekterar "fri sjöfart och överflygningar som alla stater åtnjuter enligt internationell rätt i Sydkinesiska havet" och att landet är redo att säkerställa "ohindrad tillgång till internationella farleder".
Allt detta verkar peka på Peking kanske söker någon form av förhandlingslösning snarare än att öka trycket på Filippinerna efter Manilas omfattande seger i Haag.
Kina har bestämt avvisat ett internationellt domstolsbeslut om att dess anspråk på rättigheter i Sydkinesiska havet inte har någon rättslig grund.