Williams y su compañera checa de dobles, Karolina Muchova, han caído ante la mexicana Giuliana Olmos y Erin Routliffe, de Nueva Zelanda, 6-4, 6-4.
La pareja perdió el primer set después de que Williams cediera su segundo turno de saque.
En el segundo set, Muchova perdió su servicio a mitad de parcial y no lograron remontar el partido.
Este ha sido el segundo partido de Williams, de 44 años, tras anunciar su sorprendente regreso a principios de junio.
Había ganado su primer partido de vuelta en Queen's Club el pasado lunes, pero su participación terminó por una lesión de su compañera de dobles, Victoria Mboko.
La campeona de 23 Grand Slam en individuales se alejó del tenis en 2022, pero anunció su regreso a principios de junio, explicando que su decisión se debía al deseo de jugar delante de sus dos hijas pequeñas.
Mostrando destellos del potente juego que le permitió dominar el tenis femenino durante dos décadas, Williams acusó la falta de ritmo, sobre todo al inicio, tras casi cuatro años alejada de las pistas.
Fue mejorando a medida que avanzaba el partido, afinando su desplazamiento y mostrando el potente saque y el característico golpe de derecha que siempre han sido la base de su juego.
Con una última invitación disponible para el cuadro individual de Wimbledon, que comienza el 29 de junio, ha crecido la especulación sobre un posible regreso individual de Williams.
La última de sus 23 victorias de Grand Slam llegó en el Open de Australia 2017. Su último título en Wimbledon fue en 2016.
Las hermanas Williams han conquistado juntas 14 títulos de dobles de Grand Slam, incluidos seis en Wimbledon.