Oliseh, 41 år, hade bara arbetat i åtta månader.
Nigeria har installerat Samson Siasia för att övervaka nästa månads avgörande 2017 Afrika Cup of Nations kval mot grupp G ledare Egypten.
"Dina kontraktsbrott och nationens intresse kräver att jag lämnar in min avskedsansökan", skrev han till Nigeria Football Federation.
"Så lite hjälp ges mig för att få spelarna att ge sina bästa och mycket viktiga villkor och fördelar till lagspelet offras också... mina flera e-post och andra som söker din hjälp för att effektivt utföra mina uppgifter ignorerades."
Den tekniska direktören för NFF Shaibu Amodu, som har lett det nationella teamet vid fyra tillfällen, förväntas i stor utsträckning ta ansvar för teamet tillfälligt.
Tidigare Nigeria kapten Oliseh uthärdade en turbulent regering som Nigeria chef efter att ha efterträtt Stephen Keshi i juli 2015.
Några uppmärksammade spelare har gått i pension, inklusive målvakt Vincent Enyeama - Nigerias mest toppade spelare, som slutade efter att han ersattes som kapten.
Två veckor senare meddelade strejkaren Emmanuel Emenike också att han gått i pension från den internationella fotbollen.
I början av februari, en frustrerad Oliseh postat en åtta-minuters video rant på sin egen hemsida för att slå tillbaka på vad han kallade "galenskap" av sina kritiker.
Han hade kommit under press efter att Nigeria misslyckats med att komma förbi gruppstadierna i 2016 års Afrikanska Nations Championship (CHAN) i Rwanda.
Tränaren bad senare NFF om ursäkt för sitt utbrott riktat mot de nigerianska medierna samt några av hans tidigare internationella lagkamrater.
Oliseh hade också offentligt med pengar problem påverkar hans lag under den kontinentala turneringen i Rwanda, till förlägenheten av hans arbetsgivare.
Nigeria möter sju gånger afrikanska mästare Egypten i back-to-back 2017 Nations Cup kval nästa månad.
De är två punkter bakom gruppledare Egypten efter två omgångar av matcher med endast grupp vinnare garanteras automatisk kvalificering till turneringen i Gabon.
Sunday Oliseh har avgått som tränare för Nigeria med hänvisning till kontraktsbrott, obetalda löner och brist på stöd.