Under hela säsongen har Rosberg, 31, slagits om VM-titeln med stallkamraten i Mercedes, engelsmannen Lewis Hamilton.
Det var först i säsongens allra sista lopp i Abu Dhabi i söndags som Rosberg kunde säkra titeln.
– Sedan 25 år av tävlande, har det varit min stora dröm, det enda jag velat, att bli världsmästare i Formel 1, skriver han.
– Genom allt hårt arbete, all smärta, alla uppoffringar, har det varit mitt mål. Och nu har jag gjort det. Jag är på toppen, så det känns rätt, säger han i en post på Facebook.
Uppnådde sin dröm
Hans önskan nu är att få mer tid tillsammans med familjen.
– Jag har nått min barndomsdröm nu och jag är inte villig att göra den uppoffringen igen. Jag är inte intresserad att komma fyra eller så. Jag är en krigare, och jag vill vinna. Jag är inte intresserad av att göra det igen, vill inte göra det igen. Så jag har bestämt för att följa mitt hjärta och mitt hjärta har sagt att stanna där och göra nya saker. Det känns rätt för mig, säger Rosberg och fortsätter:
– Min fru är också väldigt glad som får sin man tillbaka och en pappa igen, vilket ska bli fantastiskt.
Rosberg debuterade i F1 2006. Han är den förste regerande F1-mästaren att direkt avsluta karriären sedan Alain Prost gjorde detsamma efter sin totalseger 1993.
F1-bossen chockad av beslutet
F1-bossen Bernie Ecclestone, 86, är chockad över att Nico Rosberg lägger av bara fem dagar efter sin VM-titel.
– Det var en stor chock för mig. Jag hade en middag i går med Mercedes chef (Toto Wolff) och han kunde uppenbarligen inte säga något till mig, säger Ecclestone till Reuters.
Redan i söndags sa Nicos pappa, Keke (som blev världsmästare 1982) att säsongen tagit hårt på sonen och att ”han kanske lägger av i morgon”, men ingen tog det på allvar.
– Jag får acceptera hans beslut, säger Mercedes-chefen Wolff som måste söka ny förare.
Öppning för Ericsson?
SVT:s motorkommentator Johan Ejeborg tror att Rosbergs avsked kan öppna för en svensk:
– Jag tror hela motorsportvärlden är i ett chocktillstånd just nu.
– I en förlängning kan det också påverka Marcus Ericsson som också har sitt på det torra i Sauber, att han kan få en plats någon annanstans, då Formel 1-kontrakt sällan är ristade i sten, säger han.
Nico Rosberg
Född: 27 juni 1985 i Wiesbaden. Son till den finländske F1-världsmästaren Keke Rosberg.
Främsta meriter: F1-världsmästaren 2016. Har vunnit 23 lopp på 206 startar.