Keita, iført munnbind da han kom med uttalelsen på kringkasteren ORTM, kunngjorde også at nasjonalforsamlingen og regjeringen oppløses.
Han sa at avgangen skjer med umiddelbar virkning.
–Jeg ønsker å bruke dette øyeblikket, mens jeg takker det maliske folket for støtten gjennom disse lange årene og for deres varme og hengivelse, og til å informere dere om min beslutning om å oppgi mine plikter, sa Keita.
Utviklingen kom få timer etter at soldater skjøt i lufta utenfor boligen hans før de tok ham til fange. Også statsminister Boubou Cisse ble omringet da de to hadde søkt tilflukt i presidentens residens i hovedstaden Bamako tidligere tirsdag.
LES OGSÅ: Kirkens Nødhjelp får religiøse ledere i Mali på radioen
Kuppmakere lover nyvalg

Lederne for militærkuppet i Mali sier de vil etablere et overgangsstyre og holde valg «innen rimelig tid».
De militære lederne som står bak kuppet, kaller seg Den nasjonale komiteen for folkets frelse.
Komiteen besluttet, stilt overfor nasjonen og historien, å ta ansvar, hevdet Ismael Wague, nestkommanderende for Malis luftforsvar, i en tale på statlig TV onsdag.
Mali er et konfliktherjet land
Mali beskrives av FN-sambandet som et stort land med et svakt statsapparat. Siden 2012 har politikken vært preget av konflikt mellom staten opprørsgrupper og islamistiske grupperinger.
Da Vårt Land intervjuet Kirkens Nødhjelps landirektør i Mali, Anne Cath Seland, tidligere i år, sa hun følgende om malieres forhold til politiske ledere:
– Maliere er ikke vant til å tro på myndighetene eller politiske ledere. De religiøse lederne yter mer tillit, sa Seland.
Saken oppdateres fortløpende.