I samband med mutåtalet genomfördes en husrannsakan i Menendez och hans hustrus hem. Där hittades guldtackor till ett värde av motsvarande drygt 1,1 miljoner kronor och kontanter för över fem miljoner.
Hans avgång öppnar Demokraterna att utse någon som tar över hans plats i senaten för resterande ämbetsperiod, som går ut den 3 januari.
Menendez riskerar ett flera decennier långt fängelsestraff när det meddelas i slutet av oktober.