60-årige Mihaylov har suttit på posten sedan 2005, bortsett från ett kortare avbrott 2019-2021.
Den 16 november samlades tusentals supportrar för att protestera mot Mihaylov, utanför arenan i Sofia där Bulgarien mötte Ungern i ett EM-kval inför tomma läktare. Det ledde till oroligheter där dussintals fans och poliser skadade sig i sammandrabbningarna.
Viceordföranden Mihail Kasabov tar nu över som interimslösning i väntan på nästa års förbundskongress.
Borislav Mihaylovs tid som ordförande har kantats av anklagelser om matchfixning, illegalt spel, förskingring och intressekonflikter. Som spelare var Mihaylov målvakt och lagkapten när det bulgariska landslaget slutade fyra i VM 1994, efter förlust i bronsmatchen mot Sverige.
Bulgarien har inte spelat ett mästerskap sedan EM 2004 och missar även nästa års EM-slutspel efter att ha slutat sist i sin kvalgrupp.