Un capitaine de l'armée du Burkina Faso a annoncé à la télévision nationale qu'il avait évincé le chef militaire, le lieutenant-colonel Paul-Henri Damiba.
Ibrahim Traoré a cité l'incapacité du lieutenant-colonel Damiba à faire face à une insurrection islamiste comme raison.
Il a également annoncé que les frontières étaient fermées indéfiniment et que toutes les activités politiques étaient suspendues.
La junte du lieutenant-colonel Damiba a renversé un gouvernement élu en janvier, invoquant son incapacité à mettre fin aux attaques islamistes.
Mais son administration n'a pas non plus été en mesure de réprimer la violence djihadiste. Lundi, 11 militaires ont été tués alors qu'ils escortaient un convoi de véhicules civils dans le nord du pays.
Plus tôt vendredi, le lieutenant-colonel Damiba a exhorté la population à rester calme après que des tirs nourris aient été entendus dans certaines parties de la capitale.
Plus d'une douzaine de soldats armés - la plupart avec le visage couvert - sont apparus sur la chaîne de radio-télévision peu avant 20h00, heure locale.
"Face à la dégradation de la situation, nous avons essayé à plusieurs reprises d'amener Damiba à recentrer la transition sur la question sécuritaire", indique le communiqué signé par Traoré.
« Les actions de Damiba nous ont progressivement convaincus que ses ambitions s'éloignaient de ce que nous avions prévu de faire. Nous avons décidé aujourd'hui de retirer Damiba », a-t-il déclaré.
Un couvre-feu de 21h00 à 05h00 a également été annoncé.
Avant l'aube, des coups de feu et des explosions ont été entendus dans la capitale, Ouagadougou, dont certains provenaient des environs du palais présidentiel et des principales casernes militaires.
Après le lever du soleil, la ville normalement animée était en grande partie déserte, avec des soldats dans les rues bloquant certaines routes et gardant des points stratégiques clés.
La télévision d'État avait cessé d'émettre et d'autres coups de feu ont été entendus plus tard dans la journée.
Le lieutenant-colonel Damiba a déclaré qu'il y avait une "situation confuse" créée par des "changements d'humeur" chez certains soldats alors que les rumeurs d'un coup d'État s'intensifiaient.
Exhortant les gens à rester calmes et à éviter les spéculations sur les réseaux sociaux, le chef militaire a déclaré que "des négociations étaient en cours pour ramener le calme et la sérénité".
En janvier, le lieutenant-colonel Damiba a renversé le président Roch Kaboré, affirmant qu'il n'avait pas réussi à faire face à la violence croissante des militants islamistes.
"Nous avons plus que ce qu'il faut pour gagner cette guerre", a déclaré le chef de la junte lorsqu'il a prêté serment en tant que président en février.
Mais de nombreux citoyens ne se sentent pas plus en sécurité et il y a eu des manifestations dans différentes parties du pays cette semaine.
Vendredi après-midi, des manifestants sont descendus dans les rues de la capitale pour réclamer la destitution du lieutenant-colonel Damiba.
L'insurrection islamiste a éclaté au Burkina Faso en 2015, faisant des milliers de morts et forçant environ deux millions de personnes à quitter leur foyer.
Le pays a connu huit coups d'État réussis depuis l'indépendance en 1960.