Avgangen er en konsekvens av at utenriksminister Tzipi Livni vant partiledervalget i regjeringspartiet Kadima denne uken. Det har likevel hersket usikkerhet rundt når Olmert ville gi fra seg makten.
Statsministeren vil formelt opplyse at han trekker seg under det ukentlige regjeringsmøtet søndag, og deretter levere sitt avskjedsbrev til president Shimon Peres, ifølge talsmann Mark Regev.
Men ifølge nyhetsbyrået AFP vil Olmert fortsette i posten inntil en ny regjering er på plass, noe som kan ta flere uker.
Presset mot Olmert har økt i takt med stadig nye korrupsjonsanklager over mange måneder, fram til han 30. juli gjorde det klart at han vil gi seg som partileder.
I ledervalget onsdag sto slaget mellom Livni og Shaul Mofaz, men Livni vant med hårfin margin og står nå overfor en vanskelig oppgave når hun skal samle nok støtte til en fortsatt koalisjonsregjering.