QPR-försvararen, 36, släppte ett uttalande där det stod att hans "underbara hustru och själsfrände" Rebecca Ellison "kom bort fredligt" på ett sjukhus i London.
Ellison, 34 år, som gifte sig med Ferdinand 2009, hade bröstcancer.
Hon efterlämnar tre barn, Lorenz, nio, Tate, sex och fyraåriga Tia.
Ferdinand sa att hon dog på fredag kväll.
"Rebecca, min underbara fru, avled fredligt efter en kort kamp mot cancer på Royal Marsden Hospital i London," fotbollsspelaren sade på QPR: s hemsida.
"Hon var en fantastisk kärleksfull mor till våra tre vackra barn. Hon kommer att saknas som fru, syster, faster, dotter och barnbarn. Hon kommer att leva vidare i vårt minne, som en guide och inspiration.
"Jag själv, mina föräldrar Janice och Julian, tillsammans med Rebeccas föräldrar Lesley och Stephen, vill tacka våra familjer, vänner och mina klubbkollegor som har gått runt i dessa desperata dagar, veckor och månader."
Ferdinand tackade personalen som behandlade hans hustru på sjukhuset i södra London och tillade: " Jag vill också uttrycka min tacksamhet för engagemanget och sakkunskapen hos den personal som leddes av professorerna Johnstone och Clark på Royal Marsden.
"Deras tappra ansträngningar att förlänga Rebeccas alltför korta liv kommer inte att glömmas."
Meddelanden om support har publicerats på Twitter från fotbollsvärlden.
Den tidigare målvakten Peter Schmeichel i Manchester United skrev: " Verkligen sorgliga nyheter om att Rebecca Ellison, hustrun till Rio Ferdinand, har gått bort. Jag beklagar sorgen till Rio, deras barn och familjen. Översynsperioden"
BBC presentatör och före detta England kapten Gary Lineker tweetade: "Tankar är med Rio Ferdinand och hans familj. Så fruktansvärt sorgligt."
I ett uttalande sade West London Club: " Tankarna hos alla på Queens Park Rangers Football Club är med Rio och hans familj i denna oerhört svåra tid."
Manchester United sa: "Allas tankar på #mufc är med Rio Ferdinand idag, vars fru tyvärr gick bort igår kväll."
Ferdinand, som växte upp i Peckham, sydöstra London, var täckt av England 81 gånger och har också spelat för West Ham United och Leeds United.
Båda uppsättningarna av spelare bar svarta armband i QPR match mot Liverpool på Anfield, som hemmalaget vann 2-1.
När Leroy Fer gjorde mål i 73:e minuten, lyfte han sin skjorta för att avslöja en "håll stark familj Ferdinand" meddelande.
Andra lagkamrater twittrade också sina kondoleanser.
QPR kapten Joey Barton postade: "Jag hörde precis de hemska nyheterna. "Riv Rebecca."
Målvakten Alex McCarthy skrev: "Devastaty nyheter om Rebecca Ferdinand... Mina tankar går ut till honom och hans familj."
Frun till före detta Manchester United och England kapten Rio Ferdinand har dött i cancer.