Premiärminister Muhyiddin Yassin har meddelat kungen att regeringen avgår, kungör Nationalpalatset i Kuala Lumpur.
Muhyiddin sågs tidigare på måndagen besöka palatset, där statschefen Abdullah, som även tituleras sultan, är baserad.
Det 17 månader långa styre som Muhyiddin lett har plågats av inbördes oenighet i koalitionen, och nyligen förlorade han sin majoritet i parlamentet.
Vad som händer härnäst är osäkert, även om Muhyiddin får fortsätta styra tills en efterträdare är klar. Sultan Abdullah har makten att utse en ny premiärminister bland parlamentsledamöterna, men det finns ingen given efterträdare med stort stöd.