Den tidligere Manchester United-stjerne har stået i spidsen for Sunderland siden august 2006 og blandt andet ført klubben op i Premier League i sin første sæson.
Ifølge BBC er spillere og ledere i klubben blevet orienteret om Keanes afgang.
Roy Keane havde kontrakt med Sunderland, der ligger tredjesidst i den bedste engelske række, i endnu en sæson.
Rygterne om managerens mulige afgang begyndte for alvor at florere efter holdets 4-1 nederlag til Bolton i lørdags.