En 20 mois passés à la tête du gouvernement, Mme Borne a notamment assumé la très impopulaire réforme des retraites et la très controversée loi sur l'immigration.
Elle a estimé lundi qu'il était "plus que jamais nécessaire de poursuivre les réformes", dans sa lettre de démission remise à M. Macron et consultée par l'AFP.
Son sort était en suspens ces derniers jours, beaucoup de proches du président misant sur un vaste remaniement après son départ.
Elle et son équipe assureront les affaires courantes jusqu’à la nomination du nouveau gouvernement.
L'ancienne préfète de 62 ans a été la deuxième femme à occuper le poste de Premier ministre de l'histoire de la République française. Elle aura largement dépassé le mandat (10 mois et 18 jours) de sa prédécesseure Edith Cresson, nommée il y a plus de trente ans, en mai 1991, par François Mitterrand.
Mais Mme Borne, réputée "techno", a peiné à établir une connexion avec les Français et a connu des dissensions avec le président.
Le jeune ministre de l'Education nationale Gabriel Attal devrait lui succéder, a indiqué un proche de l'exécutif.
A 34 ans, il deviendrait ainsi le plus jeune Premier ministre de la Ve République, battant le record du socialiste Laurent Fabius, nommé à 37 ans, en 1984.
Le remaniement gouvernemental à venir vise notamment à redonner du souffle au second quinquennat d'Emmanuel Macron, sans majorité absolue à l'Assemblée et englué dans les difficultés, en particulier la progression de l'extrême droite.
M. Macron ne pourra se représenter en 2027.