Socialdemokratiska PSOE förlorade makten i flera av de spanska regionerna i valet. Även den nationella koalitionspartnern, vänsterpartiet Podemos, gick kraftigt tillbaka – exempelvis i huvudstaden Madrid där partiet tappade alla sina tio mandat.
Resultatet blir att det parlamentsval som de flesta räknade med att skulle hållas i november nu kommer att ske redan den 23 juli.
Premiärministers besked kommer i ett tv-sänt tal på måndagsförmiddagen.
– Jag tar personligen ansvar för resultatet och jag tror att det är nödvändigt att svara på det genom att ställa vårt mandat inför folkviljan, säger Sánchez enligt tidningen El País.
Högervåg
I regionalvalen landade PSOE på totalt 28,2 procent av rösterna jämfört med det konservativa partiet Partido Popular (PP), som gick fram starkt och kammade hem 31,5 procent av väljarnas röster.
Även högerextrema Vox gjorde ett starkt resultat i helgens val. Partiet mer än fördubblade antalet valda ledamöter och tros kunna få betydande inflytande i städer där PP är beroende av dess stöd.
På den andra sidan gjordes svaga val även av ett par mindre vänsterpartier, samtidigt som det en gång i tiden starkt växande liberala partiet Ciudadanos närmast imploderade och bara blev sjunde största parti, med 1,3 procent av rösterna.
Tar över i EU
Beslutet att hålla val redan i juli motiverar Sánchez också med det ordförandeskap i EU:s ministerråd som landet tar över efter Sverige från den 1 juli.
– Vårt land förbereder sig för att ta över ett stort ansvar. Det krävs ett klarläggande från spanjorerna om vilka politiska krafter som bör leda detta och vilken politik som ska föras, säger premiärministern i sitt tv-tal.
Starten på ordförandeskapet lär därför bli tämligen kaotisk, mitt under en valkampanj, som dessutom med stor sannolikhet kan följas av trassliga regeringsförhandlingar och maktskifte.
Å andra sidan ger det Spanien möjlighet att ha ett stabilt styre på plats lagom till början av september, då ordförandeskapet sätter i gång på allvar.
En chansning?
Kommentatorerna är överraskade, men ser det som att Sánchez sätter allt på ett kort för att få vänstern att enas – och samtidigt undvika månader av intern splittring inför ett val i höst.
– Alternativet vore sex månaders åderlåtning i regeringen, säger statsvetaren Oriol Bartomeus till nyhetsbyrån AFP.