Den tidigare Chesterfield första lagtränaren ersatte Ashley Hoskin som chef i oktober 2015.
Men Seagulls lyckades fyra ligavinster under Lynch och är nio poäng från säkerhet med åtta matcher kvar.
"Vi trodde att han var mannen för jobbet men tyvärr fungerade det inte," Bay ordförande Dave Titchiner sade.
Kapten Carl Rodgers och Luke Denson kommer att ansvara för torsdagens hemmamatch mot Mickleover Sports.
Colwyn Bay förvisades från konferensen norr i slutet av säsongen 2014-15.
Evo-Stik Northern Premier Division kämparna Colwyn Bay har sparkat manager Kevin Lynch efter påsk måndagens 3-0 hem nederlag till marinen.