Beskedet meddelades under en pressträff på regeringskansliet på tisdagsmorgonen.
Ellemann-Jensen uppger att han inte kan fortsätta som försvarsminister om han samtidigt även ska vara partiordförande.
– För både Försvarsmaktens och Venstres skull gör vi därför den här justeringen i regeringen, säger han på presskonferensen.
Troels Lund Poulsen var Jakob Ellemann-Jensens ersättare på försvarsministerposten då denne under flera månader under våren var sjukskriven.
När Ellemann-Jensen den 1 augusti kom tillbaka till sin post, återvände Lund Poulsen å sin sida till sitt tidigare uppdrag som ekonomiminister i den danska regeringen.
Ellemann-Jensen sjukskrev sig för stress i februari. Han kommer även fortsättningsvis att inneha posten som Danmarks vice statsminister, enligt DR.