Argentinske Martino tok over for nylig avdøde Tito Vilanova før sesongen, men har ikke vært noen suksess på Camp Nou.
— Vi er blitt enige om at jeg ikke fortsetter neste sesong. Det har vært en ære å trene laget, og jeg ber fansen om unnskyldning for at vi ikke oppnådde målene våre, sa Martino etter lørdagens kamp.
Martino har delvis gått bort fra Barcas fotball med mye ballinnehav til fordel for en mer direkte stil og det har ikke vært populært blant fansen.
Det har lenge virket klart at Martino ville vært ferdig uansett om klubben vant serien eller ikke, og flere spanske medier har skrevet at tidligere Barca-helt Luis Enrique på det nærmeste er klar som erstatter.
Han bekreftet fredag at han gir seg i Celta Vigo.
Barca ble nummer to i La Liga, tre poeng bak den overraskende vinneren Atlético Madrid.
De tapte den spanske cupfinalen for Real Madrid og i mesterligaen ble de slått ut av nettopp Atlético i kvartfinalen. (©NTB)