A fonte, citada pela agência France Presse, adianta que a mudança será anunciada por Barack Obama numa declaração que fará ainda hoje na Casa Branca.
Rice será substituída como embaixadora junto das Nações Unidas por Samantha Power, adiantou a fonte.
O New York Times afirma que a nomeação de Rice para um cargo chave na definição da política externa de Obama é um claro desafio aos republicanos.
O ano passado, vários congressistas republicanos acusaram Rice de mentir em relação ao atentado contra o consulado dos Estados Unidos em Benghazi, na Líbia, em 11 de setembro de 2012, no qual morreram o embaixador norte-americano Chris Stevens e três outras pessoas.
As acusações surgiram depois de Rice atribuir o atentado a protestos espontâneos contra um vídeo anti-muçulmano, versão que foi mais tarde descartada pelo próprio Governo.
Perante as críticas, Rice renunciou à possibilidade de vir a substituir Hillary Clinton como secretária de Estado, cargo que acabou por ser entregue a John Kerry.
Donilon, de 58 anos, pertence à equipa de política externa de Obama desde que este chegou à Casa Branca, em 2009.
Segundo o New York Times, foi grande a sua influência sobre Obama em questões como a luta antiterrorista e a aposta na relação com a Ásia.