56-årige Babcock har varit huvudtränare i Toronto sedan säsongen 2015-16. Han har fört laget till slutspel i alla säsonger utom en, men den senaste tidens resultatrad blev droppen för ledningen i klubben.
Toronto, med svenska stjärnor som William Nylander och Andreas Johnsson i truppen, har släppt in tio mål på de två senaste matcherna och ligger tia i den östra konferensen.
På klubbens hemsida tackas Babcock för sina tjänster.
”Mikes hängivenhet och outtröttliga arbetsmoral har utvecklat vår organisation och vi är extremt tacksamma och uppskattar det han har hjälpt oss att bygga här”, säger klubbens president Brendan Shanahan.
Babcock ersätts av Sheldon Keefe, som har varit huvudtränare i farmarlaget Toronto Marlies i AHL de fem senaste säsongerna.