– Vi har fortfarande ett år kvar, och vi har alla bestämt oss för att göra det här till det bästa året någonsin, sade han.
Corden, som lett det populära programmet sedan 2015, var synbart rörd när han levererade beskedet.
– Det här har varit det svåraste beslut som jag någonsin fattat. Jag har aldrig någonsin tagit det här jobbet för givet.
James Corden har under åren vunnit elva Emmys, och inslaget "Carpool karaoke", där han i sin bil skjutsat och sjungit tillsammans med kända namn som bland andra Madonna, Elton John och Lady Gaga, är den amerikanska pratshowens mest populära.
Ett av de mest uppmärksammade avsnitten – där den brittiska stjärnan Adele bland annat levererar en rappad vers av Nicki Minajs hit "Monster" under en regnig biltur med Corden i London – har hittills setts över 250 miljoner gånger på Youtube.
James Corden fick sitt genombrott 2007 som skådespelare i den brittiska komediserien "Gavin och Stacey" – där han även var en av manusförfattarna – och har under sin karriär även medverkat i filmer som "Cats" och "The prom".