Beskedet från storklubben kommer efter en lång period av dåliga resultat där lördagens 0–2-förlust hemma mot Aston Villa var den senaste i raden av motgångar.
Den förre Östersundstränaren plockades in från Brighton i september, men får nu sparken efter bara sju månader.
Graham Potter skrev femårskontrakt och ersatte tyske Thomas Tuchel som sparkades av Chelseas nya ägare.
"Ta ansvar"
Men Potter har aldrig fått till det i Londonklubben trots spelarköp på motsvarande drygt 3,8 miljarder kronor under januari månad.
Potter och Chelsea vann bara fyra av 19 matcher efter 2–0-segern mot Aston Villa i mitten av oktober.
Chelsea ligger på elfte plats i Premier League, men har tagit sig vidare till kvartsfinal i Champions League där Real Madrid väntar.
Efter lördagens förlust, där Chelsea buades ut av fansen, var Potter inne på att han måste ta ansvar för var klubben befinner sig.
– Jag gillar inte att skylla på någon, utan jag själv måste ta ansvar, sade han enligt nyhetsbyrån AFP.
– Vi känner smärtan från supportrarna... Jag förstår när vi förlorar hemma, känslorna är sådana att folk kommer att bli besvikna, frustrerade och arga.
– Ingen är nöjd med var vi är i tabellen. Jag måste acceptera vilken kritik som än kommer.
Saltor tar över
Bruno Saltor, som följde med Potter från Brighton, kommer att ta över som tillfällig manager, närmast mot Liverpool i Premier League på tisdag.
"På allas vägnar i klubben vill vi tacka Graham för hans bidrag till Chelsea...Tillsammans med våra fantastiska supportrar kommer vi alla att ställa oss bakom Bruno och laget när vi fokuserar på resten av säsongen", säger delägaren Todd Boehly i ett uttalande på Chelseas webbplats.