Trump har upprepade gånger kritiserat Sessions, särskilt sedan han förklarat sig jävig i samband med utredningen om rysk påverkan av presidentvalet i USA.
Enligt Sessions avskedsbrev, som flera medier publicerat, kommer avgången på president Donald Trumps begäran.
Juristen Matthew G. Whitaker blir nu tillförordnad justitieminister, skriver Trump på Twitter.