Nu säger Livingstone att han är fortsatt lojal med partiet och dess ledare Jeremy Corbyn, rapporterar BBC.
"Men ytterligare disciplinära åtgärder mot mig kan dra ut i månader eller till och med år, och ta uppmärksamhet från Jeremys politik", skriver han i ett uttalande.
"Jag lämnar därför, med stor sorg, Labourpartiet", fortsätter han.
En ny fas i den disciplinära processen mot Livingstone skulle börja den här veckan. I förra veckan kom uttalanden från högt uppsatta partikamrater som tydde på att partiledningen tagit sin hand ifrån honom.
Livingstone vägrar medge antisemitism, men beklagar att hans uttalande väckt upprördhet i landets judiska befolkningsgrupp.
Corbyn säger att det är en sorglig stund men att Livingstone gör rätt som avgår.
Livingstone uteslöts ur partiet i samband med valet 2000 då han valdes som oberoende kandidat efter att partiet inte stött honom men han återfick sitt medlemskap inför valet 2004.
Fakta: Ken Livingstone
Den 73-årige socialisten Ken Livingstone, kallad "Röde Ken", är uppvuxen i södra London och var lärare innan han blev politiker på heltid.
1981–86 ledde han Londons forna stadsfullmäktige, och 2000 valdes han till borgmästare som oberoende.
Livingstone sparkades då ut ur partiet men togs in igen – trots hård kritik mot Labours Irakpolitik – 2004 kort innan han återvaldes som huvudstadens borgmästare.
Han var borgmästare fram till 2008, när han förlorade valet mot konservative Boris Johnson, som satt kvar till 2016 och som i dag är landets utrikesminister.