Den tungt servande belgiskan spelade respektlöst och tog sitt livs vinst. 24-åringen från Vilvoorde har kämpat sig tillbaka från skador 2016 men har inte haft några resultat på slutet som indikerade dagens knall.
Det är det tidigaste en regerande mästare blivit utslagen i Wimbledon sedan Steffi Graf försvann i första omgången 1994.
van Uytvanck, rankad 47:a i världen, hade aldrig tidigare besegrat en topp tio-rankad spelare. För henne väntar nu estniskan Anett Kontaveit, en spelare på uppgång, i nästa omgång.