De förlorade mot andrarankade Timea Babos och Kristina Mladenovic, från Ungern respektive Frankrike, med 6–1, 6–4, i tredje omgången.
Matchen spelades på Melbourne Arena, en av de största arenorna i tävlingen.
Förlusten innebär att det är slutspelat i Melbourne för Johanna Larsson sedan hon tidigare förlorat i andra omgången mot danska Caroline Wozniacki i singeln, och förlorat första omgången i mixeddubbeln.