Han har truffet beslutningen, efter hans socialistparti tabte søndagens lokal- og regionalvalg i Spanien stort.
I en tale på tv siger Sanchez, at han informeret kong Felipe om sin beslutning om at opløse parlamentet og udskrive valg.
– Jeg tog beslutningen, da jeg så på resultaterne fra gårsdagens valg, siger han.
Det var både Socialistpartiet (PSOE) og det andet regeringsparti, det venstreorienterede Podemos, der gik tilbage.
Vindere blev det konservative PP og det højreradikale Vox.
– Selvom gårsdagens valg havde et lokalt og regionalt sigte, sender det et budskab, der går udover det. Det er derfor, at jeg som premierminister og PSOE’s generalsekretær påtager mig et personligt ansvar for resultatet, siger Sanchez.
/ritzau/AFP