45-åringen, som lett Frankrike till EM- och VM-guld, vunnit Champions League och Guldbollen som spelare, lämnade det oväntade beskedet kring lunchtid.
– Jag vet att det kan verka konstigt, men jag tror att det bästa för att laget ska fortsätta vinna är en förändring efter tre år. Därför fattade jag detta beslut, säger han.
Zidane har tränat Real Madrid i tre år och vann Champions League samtliga säsonger. Säsongen 16/17 vann man också ligatiteln. Den här säsongen i Spanien var dock en besvikelse där man blev trea i ligan, bakom Atlético Madrid och Barcelona.