Mauresmo er rangert som nummer fem i turneringa, men snubla mot tsjekkiske Lucie Safarova, 20 plassar lengre nede på rangeringslista.
Safarova vann 3. runde-kampen 6-3, 7-6 (7-3).
Mauresmo vann både Australian Open og Wimbledon i fjor. Men på grusdekket heime i Frankrike har ho aldri kome lenger enn til kvartfinalene.
Også i Australian Open i år tapte Mauresmo for den 20 år gamle tsjekkiske jente, då i 4. runde.
Hangla seg gjennom
Andre-rangerte Maria Sjarapova er kom seg så vidt gjennom til 4. runde, men heldt på å tulle seg vekk mot Alla Kudrjavtsjeva.
Sjarapova, som er tilbake etter to månader med skade, vann første sett lett 6-1.
Men servane sat ikkje, og Kudrjavtsjeva leia 4-1 i andre sett etter å ha brote Sjarapovas serve tre gonger.
Den 20 år gamle russiske favoritten tok seg likevel saman, og vann til slutt settet 6-4.
- Eg kjende det i skuldra i andre settet, og gjorde nokre uforutsette feil, sa andre-rangerte Sjarapova.
No ventar den sveitsiske veteranen Patty Schnyder i neste runde. Ho hadde også problem, men vann til slutt 6-1, 4-6, 7-5 over den italienske debutanten Karin Knapp.
Fjorårsfinalist Svetlana Kuznetsova, tredjerangert, var utan problem mot Dominika Cibulkova frå Slovakia, og vann 6-2, 6-3.
Sjuanderangerte Ana Ivanovic frå Serbia, som vann German Open i Barlin nyleg, slo Ioana Raluca Olaru 6-2, 6-3.