Antitrust-toezichthouders troffen de Amerikaanse chipmaker vier jaar geleden met de boete.
In 2018 betoogde de Europese Commissie dat Qualcomm van 2011 tot 2016 miljarden dollars aan Apple betaalde.
Zij beweerde dat het geld Apple aanmoedigde om alleen Qualcomm-chips te gebruiken in al zijn iPhones en iPads, waardoor rivalen als Intel buitengesloten zouden worden.
Maar de op één na hoogste rechterlijke instantie van Europa - het Gerecht - heeft de vaststelling van de EU woensdag nietig verklaard.
Het Hof uitte zijn bezorgdheid over "procedurele onregelmatigheden" door de handhaver van de concurrentie van de EU, die het recht op verdediging van Qualcomm schaadden.
Het Hof stelde dat de Commissie niet had aangetoond dat de betalingen Apple daadwerkelijk minder hadden gestimuleerd om op een concurrent over te stappen.
De uitspraak is een klap voor EU-antitrustchef Margrethe Vestager, die een harde aanpak van big tech heeft geleid.
Het is ook de tweede grote nederlaag voor haar dit jaar.
In januari verloor zij de steun van het Hof voor nog een boete van 1 miljard dollar aan Intel.
Maar misschien is het nog niet voorbij voor Qualcomm.
De handhaver van de EU kan in beroep gaan bij het Hof van Justitie - het hoogste gerechtshof van Europa.
De Commissie zei dat zij de bevindingen zou bestuderen en haar volgende stappen zou overwegen.
Qualcomm heeft niet onmiddellijk commentaar gegeven.
