Pearson blir den tredje tränare som tvingas lämna klubben den här säsongen.
"Watford FC bekräftar att Nigel Pearson har lämnat klubben med omedelbar verkan", meddelade klubben under söndagen.
Watford skriver att 41-åriga Hayden Mullins tar över som interimstränare – något han även var när Quique Sánchez Florez tvingades lämna sin post tidigare under säsongen.
Dessförinnan hade Javi Garcia lett klubben.
Två matcher återstår av Premier League och Watford ligger på 17:e plats med tre poäng ner till nedflyttningsstrecket. I de avslutande matcherna möter de tufft motstånd i Manchester City och Arsenal.