Chelsea have dropped to 11th in the Premier League - 12 points outside the top four - having spent more than £550m on new players this season.
The club's owners said they were "disappointed" to sack Potter.
Chelsea say Potter "has agreed to collaborate with the club to facilitate a smooth transition" and that Bruno Saltor, who worked with Potter at Brighton, will take charge of the team as interim head coach.
In a statement, co-controlling owners Todd Boehly and Behdad Eghbali said: "We have the highest degree of respect for Graham as a coach and as a person.
"He has always conducted himself with professionalism and integrity and we are all disappointed in this outcome."
يستضيف تشيلسي ليفربول في الدوري الإنجليزي الممتاز يوم الثلاثاء ويواجه ريال مدريد في ذهاب ربع نهائي دوري أبطال أوروبا يوم 12 أبريل.
كان هناك حتى الآن 13 تغييرًا إداريًا في الدوري الإنجليزي الممتاز هذا الموسم - أكثر بثلاثة تغييرات من أي موسم سابق آخر - حيث أقال ليستر أيضًا بريندان رودجرز في وقت سابق يوم الأحد.
وأضاف مالكو تشيلسي: "جنبًا إلى جنب مع جماهيرنا الرائعة ، سنكون جميعًا وراء برونو والفريق بينما نركز على بقية الموسم".
"لدينا 10 مباريات متبقية في الدوري الإنجليزي الممتاز وقبل ربع نهائي دوري أبطال أوروبا. سنبذل قصارى جهدنا والالتزام في كل واحدة من تلك المباريات حتى نتمكن من إنهاء الموسم على أعلى مستوى."
فاز في 12 من أصل 31 مباراة له في جميع المسابقات وحصل على 1.27 نقطة في كل مباراة في الدوري الإنجليزي الممتاز - وهو أدنى مستوى مشترك بين أي مدير يتولى مسؤولية 20 مباراة أو أكثر مع تشيلسي في الدوري الإنجليزي الممتاز ، جنبًا إلى جنب مع جلين هودل.
أمضى برونو ، الظهير الأيمن الإسباني السابق ، البالغ من العمر 42 عامًا ، سبع سنوات كلاعب في برايتون قبل اعتزاله في عام 2019 والانتقال إلى التدريب.
كان بوتر أول تعيين لبوهلي كمدرب منذ توليه للنادي في مايو 2022 ، مع تألق اللاعب الإنجليزي في سنواته الثلاث التي قضاها في برايتون.
في حديثها إلى قناة سكاي سبورتس بعد فوز فريقها في تشيلسي في الدوري الممتاز للسيدات على أستون فيلا يوم الأحد ، قالت مديرة النادي إيما هايز: "من الواضح أنني مستاء من جراهام والنادي. أعرف أن الجميع يريدون إنجاح ذلك.
"إذا شعر المالكون أنه يتعين عليهم السير في اتجاه آخر ، فبالطبع ، كما هو الحال دائمًا ، أؤيد القرارات وأتمنى لجراهام الأفضل.
"مع بقاء 10 مباريات على اللعب في الدوري الإنجليزي الممتاز ، أنا متأكد من أن الأولاد سيبذلون قصارى جهدهم لإعادتنا إلى المسار الصحيح. أنا مدرب وأشعر بالفشل دائمًا عندما يفقد المدربون وظائفهم."
حل بوتر محل توخيل ، الذي فاز بثلاث ألقاب في 20 شهرًا في ستامفورد بريدج ، في سبتمبر عندما كان البلوز في المركز السادس في الدرجة الأولى ، بعد صيف أنفقوا خلاله 255 مليون جنيه إسترليني على الانتقالات.
ذهب المالك Boehly في فورة إنفاق رائعة أخرى في كانون الثاني (يناير) ، حيث دفع 288 مليون جنيه إسترليني.
كان لاعب خط الوسط الأرجنتيني إنزو فرنانديز ومهاجم أوكرانيا ميخايلو مودريك من بين ثمانية تعاقدات في منتصف الموسم - لكن الإضافات الجديدة واجهت صعوبة في الضغط على أرض الملعب.