Real Madrid hade 2-1 med sig från bortamötet mot Ajax från bortamötet i Amsterdam för två veckor sedan.
VAR-granskades
Hakim Ziyech gjorde 1-0 redan i den sjunde minuten för Ajax och bara tio minuter senare satte David Neres tvåan, läckert framspelad av Dusan Tadic.
I den 60:e minuten tryckte sedan Dusan Tadic själv in 3-0 till holländarna efter ett riktigt drömmål med vänsterfoten. Men det dröjde länge innan målet blev godkänt. I flera minuter granskades ämligen målet av VAR då det föregicks av att bollen i en tidigare sekvens möjligtvis var utanför linjen. Men så var inte fallet.
Real reducerade i den 70:e minuten genom Sergio Asensio och firade målet tämligen vilt. Jublet satte sig sedan i halsen när dansken Lasse Schöne några minuter senare borrade in en frispark till 4-1.
Ingen titel för Real
Matchen slutade 4-1 till Ajax och totalt 5-3. Det innebär första avancemanget på 16 år är holländarna.
– Jag har aldrig mått så här dåligt. Jag vet inte hur jag ska förklara det. Hela den här veckan har allt gått emot oss och ikväll finns inga ursäkter. Våra motståndare var bättre än oss och förtjänade att gå vidare, säger Dani Carvajal till Reuters.
Det innebär att Real Madrid är utslagna redan i åttondelsfinalen efter att ha vunnit turneringen tre år i rad. Marängernas fiaskosäsong är också därmed fullbordad. Klubben är tolv poäng efter Barcelona i La Liga och redan utslaget ur den spanska cupen efter att tidigare i veckan förlorat semifinalen mot värsta rivalen från Katalonien.
– Vår säsong har varit skit rakt igenom, konstaterar Real Madrids ytterback Dani Carvajal.
UEFA Champions League
Real Madrid
1 - 4
Ajax
Real Madrids fem senaste CL-säsonger
2017/18 CL-titel
2016/17 CL-titel
2015/16 CL-titel
2014/15 Semifinal
2013/14 CL-titel