Hummels' afgang kommer dagen efter, at cheftræner Edin Terzic forlod Champions League-finalisterne.
"Det var en stor ære og glæde at have spillet for Dortmund i så lang tid og at have fulgt vejen næsten helt fra 2008, hvor klubben lå på 13. pladsen i januar 2008, til det Borussia Dortmund er i dag," sagde tyskeren.
Den 35-årige Hummels, som ikke blev udtaget til Tysklands EM-trup i 2024 på trods af en stærk sæson, hvor Dortmund nåede Champions League-finalen, inden de tabte til Real Madrid, havde to ophold i Ruhr-dalen.
Han spillede også med, da de tabte Champions League-finalen til Bayern i 2013.
Hummels kom oprindeligt på lån fra Bayern München i 2008, inden han skrev under på en permanent aftale og blev indtil 2016, hvor han skiftede tilbage til Bayern.
Efter tre år i München vendte han tilbage til Dortmund i 2019.
Han vandt verdensmesterskabet i 2014 med Tyskland og vandt to ligatitler og to tyske pokaler i Dortmund, herunder den nationale double i 2012, men havde et anstrengt forhold til Terzic i de seneste måneder.
"Med Mats mister vi uden tvivl en enestående personlighed, måske den sidste af sin slags i fodbold," siger Dortmunds sportsdirektør Sebastian Kehl.
"I løbet af sin karriere satte Mats ikke kun sit præg på klubben, men også på det globale spil for centrale forsvarsspillere og løftede det til et nyt niveau."