Den somaliskfödde författaren skulle framträda på australiensisk TV på måndagen innan hon började sin turné, med titeln "Hjälten av Heresy".
Men hon drog sig ur på grund av "ett antal skäl inklusive säkerhetsfrågor", evenemangsarrangören Think Inc sade.
Hirsi Ali har utsatts för dödshot tidigare.
"[Hon] hoppas kunna återvända till Australien i en inte alltför avlägsen framtid," Think Inc sade i ett uttalande.
Omkring 2.000 biljetter hade sålts för de talande händelserna i Brisbane, Melbourne, Sydney och Auckland.
Hon beviljades asyl i Nederländerna 1992 och valdes till riksdagsledamot 2003.
Hirsi Ali uppmärksammades på internationell nivå 2004 som författare till en kontroversiell film om våld mot muslimska kvinnor, och efter att hennes medarbetare, Theo van Gogh, hade mördats av en radikal islamist.
Efter att ha fått upprepade dödshot över hennes utmaningar till Islams behandling av kvinnor, spenderade Ms Hirsi Ali tid att leva under 24-timmars polisbevakning.
Hon flyttade sedan till Förenta staterna, där hon har hållit en hög profil.
I en artikel för Hoover-institutionen förra månaden beskrev Hiri Ali vad hon kallade "politisk islam" som inte bara en religion utan "en politisk ideologi, en juridisk ordning, och på många sätt också en militär doktrin associerad med profeten Muhammeds kampanjer".
Nästan 400 personer hade undertecknat en online-ansökan som motsatte sig Hirsi Alis besök i Australien och Nya Zeeland.
"Återigen en bakgrund av ökande global islamofobi, Hirsi-Alis splittrande retorik tjänar helt enkelt till att öka fientlighet och hat mot muslimer," petitionen sade.
Protester hade planerats på platser där hon talade, och folk som köpte biljetter fick veta att deras väskor skulle genomsökas.
Think Inc sa att alla biljettinnehavare skulle få återbetalningar.
En före detta nederländsk parlamentsledamot och framstående kritiker av konservativ islam, Ayaan Hirsi Ali, har ställt in en talande turné i Australien och Nya Zeeland med hänvisning till säkerhetsproblem.