Williams renunció así a su última oportunidad teórica de desbancar a la alemana Angelique Kerber del primer puesto del ranking a final de año.
A causa de sus problemas físicos, la norteamericana jugó este año sólo ocho torneos. La reciente gira asiática se la saltó totalmente por la lesión.
El Masters femenino empieza el domingo próximo en Singapur, donde se reúnen las ocho mejores tenistas del año.
Además de Kerber, tienen su lugar garantizado Agnieszka Radwanska, Simona Halep, Karolina Pliskova, Garbiñe Muguruza, Madison Keys y Dominika Cibulkova. El último puesto todavía está abierto.
Williams se impuso este año en Wimbledon y Roma, mientras que perdió las finales del Abierto de Australia, de Roland Garros y de Indian Wells.
«Estamos decepcionados por el hecho de que los fans no puedan ver a Serena en Singapur», dijo el jefe de la WTA, Steve Simon. «Le deseamos una buena recuperación».
La ganadora de 22 títulos de Grand Slam se impuso en 2014 por última vez en el torneo de cierre de temporada.