Erika Grahm blev utvisad med 2.07 kvar för en charging och i numerärt överläge avgjorde backen Ayaka Toko med ett fräsande slagskott i svenska målvakten Sara Grahns bortre kryss efter 18.45.
Svenskorna plockade ut målvakten och jagade en kvittering, men utan resultat.
– Just nu är det en stor besvikelse. Idrott har sin charm, kan vara otrolig glädje eller otroligt smärtsamt, säger Nordin med tårar i ögonen, till SVT.
Svenskorna har spelat i toppdivisionen i samtliga VM-turneringar sedan premiären 1990. Men efter 19 år väntar nästa år spel i B-VM, eller division 1A som det officiellt heter.
– Vi var inte tillräckligt bra för att gå vidare till kvartsfinal. Jag vet inte vad som är fel, det får vi analysera i efterhand. Men vi gör för få mål, det är en grej, säger förbundskaptenen Ylva Martinsen till SVT.
Damkronorna fick en drömstart på måstematchen där en seger innebar kvartsfinalavancemang och en förlust nedflyttning.
Bara 2.36 hade spelats när SDHL:s och Luleås skyttedrottning Emma Nordin sköt 1–0 sedan veteranen Pernilla Winberg slagit en öppnande passning.
Sedan fick Damkronorna ypperliga lägen att gå ifrån.
Bland annat i form av tre chanser i powerplay under de två första perioderna. Men spelet i numerärt överläge har hackat, Sverige är turneringens sämsta lag i spelformen med ett gjort mål, och det var lika uddlöst nu.
– Vårt powerplay är under all kritik, vi har spelare för att göra det bra men det har inte fallit på plats, säger Nordin.
Pernilla Winberg fick också en jättechans när hon kom fri med japanska målvakten Nana Fujimoto som dock räddade.
I stället kunde Japan kvittera efter 16.02 av den andra perioden när Haruna Yoneyama styrde in 1–1. Sedan var samma spelare ytterst nära att ge Japan ledningen med 2–1 när hon drog en backhand förbi svenska målvakten Sara Grahn. Men målet kom precis efter att slutsignalen för andra perioden gått och godkändes inte.
Damkronorna kunde andas ut. Och göra 2–1.
Hanna Olsson snodde åt sig pucken vid det japanska målet och spelade fram backen Sofia Engström som fick in pucken efter 7.10.
Men fyra minuter senare kvitterade Japan – i numerärt överläge. Backen Ayaka Tokos skott ändrade riktning på Akane Shiga och ställde Sara Grahn.
Och sedan kom det sena avgörandet som fällde svenskorna. Ytterligare ett mål som Japan gör i powerplay.
– Det var en av våra nycklar i dag, att vi skulle vara noggranna i den delen. Men jag tror inte att det som avgör, det är helheten som inte är tillräckligt bra, säger Martinsen.