30-årige Mario Barrios från USA blev för svår för den 46-årige flerfaldige världsmästaren Pacquiao.
Två av de tre domarna i mötet i Las Vegas bedömde matchen som oavgjord, den tredje hade 115–113 med fördel för Barrios på sitt poängkort.
Pacquiao, som valdes in i boxningens internationella Hall of fame förra månaden, hade chansen att slå sitt eget rekord som den äldsta boxaren att ta en världsmästartitel i weltervikt. Det satte han som 40-åring 2019. Matchen mot Barrios var den första på fyra år för Pacquiao.
Manny Pacquiaos CV innehåller tolv världsmästartitlar i åtta olika viktklasser, något som ingen annan lyckats med.
På samma gala försvarade också Sebastian Fundora sin WBC-titel i super weltervikt när han besegrade Tim Tszyu som bröt matchen efter sju ronder.
Rättelse: I en tidigare version angavs fel resultat av matchen. Rätt är att kampen slutade oavgjort.