Scolari, 65, vann turneringen 2002 men värdarna kunde bara avsluta fjärde vid årets evenemang.
Brasilien slogs 7-1 av Tyskland i semifinalen sedan förlorade 3-0 till Nederländerna i play-off.
"Luiz Felipe Scolari och hans andra coaching personal överlämnade sina positioner till styrelsen," CBF bekräftade i ett uttalande.
"Scolari och hela hans coaching personal förtjänar vår respekt och tacksamhet.
"De var ansvariga för att återvända till det brasilianska folket din kärlek för landslaget, trots att inte ha uppnått vårt största mål."
Scolari kontrakt var inställd på att löpa ut efter turneringen, men CBF vice president Marco Polo del Nero förra veckan erbjöd chefen sitt fulla stöd efter det förödmjukande sista fyra nederlaget av Tyskland.
Men Scolari själv hade inte gett några garantier om sin ställning i kölvattnet av vad han kallade "den värsta dagen i mitt liv".
Jag är inte säker på hur mycket han har slutat och hur mycket han har drivits men från den minut som femte Tyskland målet gick före halvtimmen märket, han var redan ex-coach av Brasilien. Det är omöjligt att leda en extraordinär, historisk förödmjukelse av den magnituden och fortsätta som Brasiliens tränare.
Scolari tog först över Brasilien sidan 2001 och guidade dem till VM-framgång ett år senare, slå Tyskland 2-0 i 2002 års final i Yokohama, Japan.
Men efter trollformler med ansvar för Portugal, Premier League sida Chelsea, Bunyodkor Uzbekistan och brasiliansk klubb Palmeiras, återupptog han kontrollen över landslaget 2012.
Brasilien var värd och vann Confederations Cup 2013, slå Spanien 3-0 i finalen, och var favoriter för att vinna en sjätte VM.
De avslutade toppen av sin grupp efter två segrar och en dragning från sina tre matcher, innan du kant förbi Chile på straff i de senaste 16.
De slog Colombia 2-1 i kvartsfinalen, men förlorade topp målskytt Neymar till en ryggrad skada och kapten Thiago Silva till suspension.
I semifinalen, Brasilien var 5-0 ner till Joachim Lows Tyskland efter bara 29 minuter, innan förlora 7-1 - deras gemensamma tyngsta förlust någonsin och första hem konkurrenskraftiga nederlag i 39 år.
Vicepresident Del Nero är planerad att ta över från CBF ordförande Jose Maria Marin nästa år, vilket kan innebära en fördröjning i att utse en efterträdare till Scolari - Brasilien Under-23 coach Alexandre Gallo har föreslagits som en interimsvårdare.
De som förväntas vara i strid för heltidsjobb inkluderar tidigare Corinthians boss Tite, Muricy Ramalho av Sao Paulo och ex-Brasilien boss Vanderlei Luxemburgo - som alla var i drift efter Scolaris föregångare, Mano Menezes, avskedades.
Bayern Münchens spanska tränare Pep Guardiola var kopplad till jobbet innan han tog ansvar för de tyska mästarna, men Brasilien har aldrig utsett en utländsk chef.
För bästa av BBC Sports djupgående innehåll och analys, gå till våra funktioner och videosida.
Brasilien tränare Luiz Felipe Scolari har avgått, landets fotbollsförbund (CBF) har bekräftat.