Transaktionen var sedan tidigare planerad att bli överenskommen vid slutet av oktober, men nu uteblir den alltså helt.
Kioxia och Western Digital är tredje respektive fjärde största i världen inom Nand-flashminnen. Samgåendet hade gett dem större möjligheter att kunna utmana världsettan Samsung Electronics.
Enligt Nikkei väntas bolagen fortsätta samarbeta trots motgången med samgåendet.