Beskedet om Tomás Druckers avgång kom efter massiva demonstrationer med krav på att den nationella polischefen Tibor Gaspar ska sparkas efter mordet på journalisten Ján Kuciak och hans sambo i februari.
Så sent som i söndags fyllde tiotusentals slovaker gatorna i huvudstaden Bratislava.
Kuciak arbetade med en granskning av kopplingar mellan italienska maffian och slovakiska politiker. Och missnöjet med polischefen Gaspar grundar sig i misstankar om att politisk hänsyn förhindrar att mordutredningen bedrivs effektivt.
Polischefen överraskad
Gaspar har sagt att han är överraskad över Druckers avgångsbesked och att han själv nu ska tänka över situationen.
Den socialdemokratiska premiärministern Robert Fico avgick i mars, men den nya regeringen innehåller i övrigt i stort samma personer som den förra.
Många av söndagens demonstranter, enligt arrangörerna totalt cirka 30 000, ropade också efter nyval och att de fått nog av regeringspartiet.