در تاریخ ۱۶ خرداد ۱۳۹۸ اخباری مبنی بر استعفای وی منتشر شد که خبر پذیرش استفعا توسط وزارت آموزش و پرورش تکذیب شد.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=|نشانی=http://www.medu.ir/fa/news/item/864482/%D8%AA%DA%A9%D8%B0%DB%8C%D8%A8تکذیب-%D8%AE%D8%A8%D8%B1خبر-%D9%BE%D8%B0%DB%8C%D8%B1%D8%B4پذیرش-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%B9%D9%81%D8%A7%DB%8Cاستعفای-%D9%88%D8%B2%DB%8C%D8%B1وزیر-%D8%A2%D9%85%D9%88%D8%B2%D8%B4آموزش-%D9%88و-%D9%BE%D8%B1پر?ocode=100010876|عنوان=تکذیب خبر پذیرش استعفای وزیر آموزش و پرورش}}</ref> با این حال ساعاتی بعد [[حسن روحانی]] با استعفای وی موافقت کرد.<ref>{{یادکرد وب|نویسنده=|کد زبان=|تاریخ=|وبگاه=|نشانی=https://www.farsnews.com/news/13980316000399/%D8%B1%D8%A6%DB%8C%D8%B3%E2%80%8C%D8%AC%D9%85%D9%87%D9%88%D8%B1رئیس‌جمهور-%D8%A8%D8%A7با-%D8%A7%D8%B3%D8%AA%D8%B9%D9%81%D8%A7%DB%8Cاستعفای-%D8%A8%D8%B7%D8%AD%D8%A7%DB%8C%DB%8Cبطحایی-%D9%85%D9%88%D8%A7%D9%81%D9%82%D8%AAموافقت-%DA%A9%D8%B1%D8%AFکرد|عنوان=رئیس‌جمهور با استعفای بطحایی موافقت کرد}}</ref> علت این استعفا، تصمیم وی برای شرکت در انتخابات [[مجلس شورای اسلامی|مجلس]] اعلام گردید.
