Wozniacki, actual 14ª del mundo, cayó ante la bielorrusa Aryna Sabalenka (10ª) por 2-6, 6-4 y 7-6 (7/5).
El resto de favoritas no tuvo sobresaltos.
La checa Karolina Pliskova, la holandesa Kiki Bertens, la alemana Angelique Kerber y la rumana Simona Halep se clasificaron para los cuartos de final.
El torneo WTA de la ciudad británica de Eastbourne se disputa sobre hierba y reparte casi un millón de dólares en premios.
Torneo WTA de Eastbourne
Individuales femeninos - Tercera ronda (octavos) :
Ons Jabeur (TUN) derrotó a Johanna Konta (GBR/N.14) 6-3, 6-2
Alize Cornet (FRA) a Shuai Zhang (CHN) 6-2, 6-2
Angelique Kerber (GER/N.4) a Rebecca Peterson (SWE) 7-6 (7/4) , 6-0
Simona Halep (ROM/N.6) a Polona Hercog (SLO) 6-1, 4-6, 6-3
Aryna Sabalenka (BLR/N.8) a Caroline Wozniacki (DEN/N.11) 2-6, 6-4, 7-6 (7/5)
Kiki Bertens (NED/N.3) a Anna-Lena Friedsam (GER) 6-3, 6-3
Ekaterina Alexandrova (RUS) a Jelena Ostapenko (LAT) 6-3, 2-1 y abandono
Karolina Pliskova (CZE/N.2) a Elise Mertens (BEL) 6-1, 6-2