Den federala appellationsdomstolen meddelade på fredagen att lagen – som gör gällande att Tiktok måste säljas till en amerikansk ägare senast den 19 januari eller förbjudas – inte skjuts upp.
Lagen antogs i april i år med motiveringen att USA ser Tiktok som en nationell säkerhetsrisk på grund av dess Kinabaserade moderbolag Bytedance. Tiktok har förnekat sådana påståenden.
I begäran som lämnades in förra veckan begärde Tiktok och Bytedance att verkställandet av lagen skulle skjutas upp så att USA:s Högsta domstol skulle ha tid att granska fallet, och så att den tillträdande Trumpadministrationen kunde "bestämma sin ståndpunkt" i frågan.
De båda företagen väntas överklaga till just Högsta domstolen, men det är oklart om rätten kan tänkas ta upp fallet.
Donald Trump tillträder som USA:s nya president dagen efter att lagen träder i kraft.