Yossi Sariel kommer att lämna rollen inom kort, enligt militären.
Den prestigefyllda och hemliga enheten 8200, som han är chef över, ansvarar för att avkoda och analysera olika underrättelser.
Israeliska medier rapporterar att Sariel i sitt avskedsbrev ber om ursäkt för att inte ha lyckats "fullfölja det uppdrag vi anförtrotts".
Tidigare har det rapporterats att enheten hade underrättelsedokument som varnade för Hamas förberedelser för attacken. I dokumentet fanns detaljer bland annat om att stridande från Hamas tränade för att ta gisslan.
Fler än 1 100 människor dödades i Hamas attack den 7 oktober 2023 och runt 250 personer togs som gisslan.
Sedan Israel förklarade krig mot Hamas efter terrorattacken har fler än 41 000 människor i Gaza dödats i israeliska anfall, enligt hälsomyndigheter i den Hamaskontrollerade landremsan.