Rebecca Peterson, rankad 55:a i världen, fick en bra start på matchen och vann första set med 6-2. Hon bröt Marketa Vondrousova serve tre gånger och kunde enkelt ta hem setet.
Men i det andra setet skulle tjeckiskan, rankad som 21:a i världen komma tillbaka och vann med 7-5.
I tredje och avgörande set fick Vondrousova en bra start när hon bröt Petersons serve direkt, men vid ställningen 1–3 och 0–40 i egen serve vaknade Peterson och utjämnade till 3–3 och såg ut att kunna komma tillbaka.
Men vid 5–5 bröt Vondrousova igen och kunde sedan relativt enkelt serva hem matchen.
Kerber utslagen
Tidigare under natten blev även trefaldiga grand slam-mästaren Angelique Kerber utslagen ur Australian Open. Hon förlorade inledningsmatchen med 6–0, 6–4 mot Bernarda Pera. Den 23:e rankande tyskan är därmed den första av storspelarna att lämna turneringen.
Amerikanskan Bernarda Pera behövde en timme och tio minuter för att slå ut 2016 års segrare i Australian Open.
– Jag visste att jag hade en tuff motståndare men jag var redo för det, säger Pera i eftermatchintervjun, enligt nyhetsbyrån AFP.
Osaka vidare lätt
Tredjerankade Naomi Osaka hade däremot inga större problem med ryskan Anastasija Pavljutjenkova. Japanskan vann mötet i raka set, 6–1, 6–2 och hon har sedan tennisen kom tillbaka efter pademinedstängningen vunnit 14 matcher i rad.
– Jag var verkligen nervös inför den här matchen. Jag vet att jag mött henne tidigare, och det var verkligen tufft. Jag ville bara spela bra, säger Osaka efter segern, enligt turneringens hemsida.