I den egyptiska huvudstaden Kairo var ställningen 1–1 när Marocko tilldelades straff i den 96:e minuten och fick ett drömläge att avgöra.
Fram klev Ajax-stjärnan Hakim Ziyech – som sköt i stolpen.
Efter en mållös förlängning avgjordes mötet på straffar där Benin var det klart starkaste laget och vann med 4–1.
– Det här är inte rätt tid att prata, sade Marockos franske tränare Herve Renard till AFP efter chockförlusten men tillade:
– Jag skäms inför fansen.
En som dock slapp skämmas, trots en straffmiss, var Sadio Mané. Innan sitt brända avslut från elva meter hade Liverpoolanfallaren i kvällens andra åttondelsfinal mot Uganda gjort matchens enda mål – vilket innebar att hans Senegal är vidare till kvartsfinal i Afrikanska mästerskapen.