Bland motståndarna fanns som tidigare Polen, Tjeckien, Slovakien, Ungern och Spanien, som särskilt invände mot om systemet blir obligatoriskt.

De fortsatta förhandlingarna ska baseras på EU-kommissionens förslag från den 9 september.

"Vi kommer att behöva mycket mer diskussioner. Jag förstår inte de östeuropeiska medlemsländerna, som anser att de inte har behandlats väl", sade Tysklands förbundskansler Angela Merkel vid en presskonferens efter toppmötet.

Statsminister Stefan Löfven höll med om att mycket arbete återstod.

"Alla måste kliva fram. Det är dags att gå från ord till handling", sade han.

Den 22 september enades EU:s justitieministrar om att införa ett tillfälligt system för att fördela 160.000 flyktingar mellan EU-länderna. Men EU måste förbereda ett permanent system som tar vid därefter, sade Stefan Löfven.

Det tillfälliga systemet ska egentligen gälla i två år men blir i praktiken kortare, enligt statsministern.

"Vi vet inte när de 160.000 är uppfyllda. Då är inte problemet borta utan då måste vi ha något på gång", sade han.

EU-toppmötet satte inget tidsschema för förhandlingarna om det permanenta systemet. Hur lång tid det kommer att ta är svårt att säga, sade Stefan Löfven.

"Det är därför det var viktigt att få in det i slutsatserna så att det finns ett tydligt uppdrag att utifrån kommissionens förslag också diskutera det vidare", sade han.

EU-toppmötet enades även om att stärka gränsskyddet och ge gränsskyddsmyndigheten Frontex mer befogenheter.

EU kom också överens med Turkiet i förhandlingar i Ankara om att Turkiet ska försöka stoppa flödet av flyktingar till EU. Som motprestation ska EU ge Turkiet finansiellt stöd, liberalisera viseringsreglerna för turkar samt skynda på delar av Turkiets medlemskapsförhandlingar.

"Principen är mer för mer", sade Europeiska rådets ordförande Donald Tusk om EU:s stöd till Turkiet.

Turkiet begärde 3 miljarder euro i stöd.

Beträffande Storbritanniens omförhandling av relationen med EU sade Stefan Löfven att diskussionen är på ett tidigt stadium.

Premiärminister David Cameron återkommer i vid EU-toppmötet den 17-18 december, men Stefan Löfven sade att det är osäkert om en uppgörelse nås då.