Brawn, de 59 años, será sustituido por un dúo integrado por el jefe deportivo de Mercedes, Toto Wolff, y el director técnico, Paddy Love, agregó el fabricante alemán en un comunicado.
Mercedes preguntó a Brawn si estaría dispuesto a formar parte de la nueva jefatura, pero el británico, según se informó, sólo quería seguir como jefe único del equipo.
Durante su carrera, Brawn obtuvo cinco títulos de piloto consecutivos con Michel Schumacher en Ferrari, y en 2009 con Jenson Button en Brawn GP.
"La más importante consideración en mi decisión de renuncia a mi cargo es que el momento es adecuado para el equipo a fin de asegurar sus éxitos en el futuro", dijo Brawn.
Brawn, que no reveló cuáles son sus planes para el futuro, dijo que Mercedes "está en condiciones de ganar el título en 2014" cuando se implanten las nuevas regulaciones en la Fórmula 1.
El equipo acaba de terminar segundo detrás de Red Bull en la clasificación de constructores.
El austriaco Niki Lauda, presidente de Mercedes y ex campeón mundial en su época de piloto, dijo: "Hemos tenido largas discusiones con Ross de cómo habría podido proseguir su colaboración con el equipo, pero la verdad es que no se puede retener a una persona cuando ha decidido irse".
"Toto y Paddy son las personas adecuadas para dirigir nuestro equipo en 2014 y más adelante", dijo Brawn.
