Après une égalisation arrachée à 17 secondes du terme par Marie-Eve Paget, les Tricolores ont été punies par un ultime shoot de Dearica Hamby à 4 secondes du buzzer.
C'est la quatrième défaite tricolore pour une victoire au cours de cette première phase du tournoi olympique, qui se joue en poule unique.
Les deux premières équipes de la poule vont directement en demi-finales, où elles rencontreront les vainqueurs des barrages opposant celles classées entre la 3e et la 6e place.
Après leur défaite face aux championnes olympiques américaines, les Françaises pointent à la septième place.
Pour espérer se qualifier, il leur reste à affronter l'Allemagne vendredi à 21H30 avant un dernier match qui les opposera aux Australiennes samedi à 18H35.