Banken sade att "på grund av förändringar i kommersiella prioriteringar" det inte skulle sponsra händelsen efter 2016.
Det har sponsrat evenemanget, som innehåller de åtta bästa spelarna i singlar och dubblar, sedan 2009 när det flyttade till Londons 02 Arena.
Barclays har också tappat sponsringen av Premier League och Londons "Boris cyklar".
En talesman sade att banken gick igenom en förändringsperiod och att den gjorde en ny bedömning av hur dess sponsringsportfölj fungerade för företaget.
Banken har inte avslöjat värdet av tennisaffären.
Separat rapporterade Daily Mail att World Tour Finals skulle stanna kvar på 02 Arena till åtminstone 2018. Det hade spekulerats om att det skulle flytta någon annanstans - med intresse från Nordamerika och Abu Dhabi.
Årets evenemang äger rum den 15-22 november.
Barclays Bank är att avsluta sin sponsring av ATP World Tour Finals tennisturnering.