Un total de 328 diputados, lo que constituye más de la mayoría constitucional de dos tercios de los parlamentarios, votó a favor de una resolución que entró en vigor nada más ser aprobada por la cámara.
La resolución fue adoptada por trámite de urgencia, sin debate previo, y tras su aprobación los diputados se pusieron en pie y entonaron el himno nacional de Ucrania.
La sesión extraordinaria de la Rada, que nombró hoy a un dirigente opositor, Alexandr Turchínov, presidente del Legislativo, es transmitida en directo por la televisión.
Previamente, Yanukóvich denunció que los últimos acontecimientos que han tenido lugar en el país son un golpe de Estado y anunció que no dimitirá, en una entrevista al canal de televisión UBR.
"Los acontecimientos que vio nuestro país y todo el mundo son un ejemplo de golpe de Estado. Intentan amedrentarme para que presente voluntariamente mi dimisión. Pero no tengo intención de dimitir", aseguró Yanukóvich, que respondió a las preguntas en ruso.
El mandatario ucraniano, quien reconoció que abandonó anoche Kiev para viajar a la ciudad oriental de Járkov, agregó que hace todo lo posible "para que en el país no haya un derramamiento de sangre".
"No tengo intención de marcharme de Ucrania. Soy el presidente elegido legalmente", dijo y destacó que los mediadores internacionales le aseguraron que le darían garantías de seguridad.
Subrayó que no firmará ninguna de las decisiones aprobadas en las últimas horas por la Rada, controlada ahora por la oposición gracias a que numerosos diputados del gobernante Partido de las Regiones abandonaron sus filas.
"Esta no es oposición, son unos bandidos. A la salida del Parlamento golpean, lanzan piedras e intimidan", insistió y denunció que ayer ametrallaron el automóvil en el que viajaba el dimitido presidente de la Rada, Vladímir Ribak.
La Rada asumió hoy la coordinación de las labores del Gobierno, nombró un nuevo presidente de la cámara, designó un ministro de Interior en funciones y aprobó una ley que permite la liberación de la encarcelada ex primera ministra y líder opositora Yulia Timoshenko.