Det formella tillkännagivandet ska dock ges av Pentagon senare på fredagen, enligt Sullivan.
Klusterbomberna är en del av ett större militärt stödpaket till Ukraina.
Klusterammunition är ett kontroversiellt vapen eftersom bomberna kan orsaka stora skador på civila. USA har länge tvekat att gå Ukrainas önskemål till mötes, men gör nu en omsvängning.
Över 120 stater, bland dem Sverige, har skrivit under ett internationellt avtal mot användning, överföring, produktion och lagring av klusterbomber.
USA, Ryssland och Ukraina har inte skrivit under avtalet.
Ukraina har bett om just klusterbomber att sätta in i sin motoffensiv mot de ryska styrkorna. Landet menar att de skulle underlätta att bryta igenom de ryska försvarslinjerna.
FN uppmanar till avtal mot klustervapen
FN:s talesperson för mänskliga rättigheter, Marta Hurtado, har tidigare uppmanat länder att genast sluta använda sådana vapen.
— Vi uppmanar Ryssland och Ukraina att underteckna avtalet mot klustervapen och uppmanar länder att genast stoppa användandet av sådan ammunition, sade hon.
