"Мы безоговорочно поддерживаем Соединенное Королевство перед лицом этого дерзкого вызова нашей коллективной безопасности", - говорится в опубликованном совместном заявлении лидеров.
Постоянный представитель ЕС в России отзывается из Москвы "для консультаций".
Ранее в ходе встречи британский премьер-министр Тереза Мэй заявила, что нападение на Сергея Скрипаля и его дочь Юлию 4 марта стало "примером продолжающейся агрессии России против Европы".
Москва категорически отрицает свою причастность к этому инциденту.
По словам корреспондента Би-би-си Лоры Кюнссберг, Терезе Мэй удалось добиться того, что окончательный текст резолюции по вопросу об инциденте в Солсбери оказался гораздо более жестким, чем ранняя риторика нескольких лидеров стран-членов ЕС.
"Мы решительно намерены реагировать сообща, - заявила по итогам встречи канцлер Германии Ангела Меркель, - не только использованными [в этом документе] жесткими формулировками, но и, возможно, путем других дополнительных мер".
Как сообщает агентство Франс пресс со ссылкой на одного из участников встречи, сразу несколько стран ЕС рассматривают возможность высылки российских дипломатов или отзыва из Москвы своего посла.
Позже о такой возможности публично высказалась президент Литвы Даля Грибаускайте.
В то же время премьер-министр Греции Алексис Ципрас заявил, что, хоть его и страна хочет проявить солидарность с Британией, "мы должны очень ответственно подходить к этому вопросу".
Удар по основам демократии
Выступая перед европейскими лидерами, Тереза Мэй заявила, что Россия, которую Британия считает виновной в отравлении, не уважает национальные границы, а нарушение Москвой норм международного права - это удар по самим основам европейской демократии.
"Как европейская демократическая страна Британия встанет плечом к плечу с ЕС и НАТО, чтобы вместе бороться с этой угрозой. Вместе мы добьемся успеха", - говорится в заявлении Мэй.
"Угроза, которую представляет Россия, не знает государственных границ, и это угроза нашим ценностям", - уверена премьер.
Попытка убедить европейских партнеров осудить Россию было ключевым испытанием для Терезы Мэй. Пока ряд стран ЕС лишь сделали жесткие заявления, в которых осудили Москву. Другие отказывались однозначно связывать отравление Скрипаля с Кремлем.
США, Франция и Германия поддерживают позицию Великобритании и заявляют, что согласны с точкой зрения Лондона, что единственным возможным виновником нападения в Солсбери является Россия. Однако некоторые другие страны ЕС - например, Италия и Греция - хотели бы сохранить свои связи с Москвой и придерживаются менее жесткой позиции.
Российский посол в Лондоне Александр Яковенко утверждает, что Британия обвиняет Россию в отравлении Скрипаля "без каких либо доказательств" и что это, по его словам, совершенно неприемлемо.