Den tidigare läraren Jeff Horn besegrade den erfarna filippinaren med domarpoängen 117–111, 115–113, 115–113.
Horn krossade samtidigt Pacquiaos dröm om en ny lukrativ titelmatch mot amerikanen Floyd Mayweather.
38-åriga Pacquiao är en av sin generations bästa boxare, men Horn, 29, visade att det börjar vara dags för mästaren att pensionera sig. Horn pressade hårt från början av matchen och Pacquiao hade svårt att hänga med i rytmen.
Horn meddelade genast efter matchen att han vill ha en match mot Mayweather, som i augusti ska möta MMA-mästaren Conor McGregor.
Sport
2.7.2017
Tidigare lärare gav Pacquiao en läxa
Mångfaldiga världsmästaren Manny Pacquiao förlorade överraskande sin titelmatch för WBO:s welterviktsbälte på söndagen.