McIlroy, som førte med to slag forud for den sidste runde, øgede sin føring til fire tidligt på søndagen på Royal County Down, hvorfor han så ud til at vinde Irish Open for anden gang i sin karriere.
Men den firedobbelte Major-vinder lavede to kostbare bogeys på 15. og 17. hul, hvilket åbnede døren for danske Rasmus Højgaard, der lavede fire birdies på sine sidste fem huller og sluttede med en finalerunde på 65 slag.
McIlroy havde brug for en eagle på det sidste hul for at matche Højgaards score på -9, men selvom han leverede et fantastisk jernslag fra fairway, gled puttet forbi, og han tabte med ét slag.
Dette markerer endnu et tæt nederlag for den 35-årige, som også er gået glip af store muligheder ved US Open og OL i de seneste måneder.
"Jeg vænner mig desværre til det i år," sagde nordireren efter sit seneste nederlag ifølge Metro.
"Forhåbentlig vender heldet snart, og jeg kan omsætte alle disse tætte opgør til sejre. Jeg følte, at jeg havde kontrol over turneringen det meste af dagen. Jeg spillede solidt og gjorde det, jeg skulle. Lavede mange par og enkelte birdies."
"Men de to bogeys på 15. og 17. hul åbnede naturligvis døren for nogen til at slutte godt af, hvilket Rasmus gjorde på de sidste huller. At ramme højre for greenen på 15. hul er det sted, man ikke skal hen, og jeg bedømte ikke farten korrekt på mit første putt på 17. hul."
"Samlet set er jeg selvfølgelig meget skuffet over, at jeg ikke vandt, men jeg prøver at tage de positive ting med og komme videre til Wentworth næste uge."
"Fra hvor jeg startede ugen og hvad jeg ønskede at opnå, er det et skridt i den rigtige retning. Og det vækker bare min appetit endnu mere for The Open på Portrush næste år."
For Højgaard betyder sejren, at danskeren nu har sikret sig sin femte sejr på DP World Tour og ligeledes har taget et skridt nærmere PGA Tour næste sæson.
"Det var svært at se til sidst. Jeg havde et mål i dag, og det var otte under par," sagde han til Sky Sports.
"At slutte på ni under er selvfølgelig fantastisk. Jeg er så glad. Spillet har været på rette vej i et stykke tid nu. At få denne sejr er stort."
"Det kunne ikke komme på et bedre tidspunkt. Der er nogle store turneringer på dette tidspunkt af sæsonen. Jeg er et skridt tættere på mit mål (at slutte sig til sin bror Nicolai på PGA Tour, red.), og jeg ser frem til resten af året."
