Mike Petter slutade sitt inlägg inför publiceringen, som ska ske på fredag, av en rapport om vårdkvalitetskommissionen (CQC) om Southern Health NHS Foundation Trust.
Han sade att det hade varit ett "mycket svårt beslut att lämna sin post".
Problem kom fram när 18-årige Connor Sparrowhawk drunknade i ett bad på en vårdinrättning.
En utredning visade att försumlighet bidrog till hans död, i Slade House i Oxford, 2013.
En rapport på uppdrag av NHS England, publicerad i december 2015, upptäckte att endast 272 av de 722 dödsfallen i förtroendet under de senaste fyra åren undersöktes.
Trusten utfärdades ett varningsmeddelande av CQC efter en inspektion i januari.
I ett uttalande sade Petter: "Förtroendet har nyligen genomgått en betydande granskning inom vissa tjänsteområden, och med tanke på de utmaningar som det står inför anser jag att det är lämpligt för mig att låta nytt styrelseledarskap gå vidare med förbättringarna.
"Jag har varit involverad i Southern Health sedan förtroendet bildades 2011 som icke verkställande direktör och sedan augusti 2015 som ordförande.
"Det är med stor sorg som jag nu lämnar organisationen.
"Jag erbjuder mitt stöd och mina bästa lyckönskningar till all vår personal vars engagemang och engagemang jag ständigt är imponerad av."
Ordföranden för ett förtroende för hälsan under eld för att han inte på ett korrekt sätt har undersökt patienternas oväntade dödsfall har avgått.