Un cabezazo en la prórroga de Kouko Guehi dio el triunfo al conjunto marroquí, que se medirá el miércoles en semifinales al Atlético Mineiro, campeón de la Copa Libertadores.
El equipo mexicano dominó el partido jugado en la noche del sábado en Agadir, pero no tuvo puntería y ahora deberá luchar por el quinto lugar.
Chemseddine Chtibi había abierto la cuenta para los locales al minuto 24, mientras que José María Basanta puso el empate transitorio al 53'.
"Ha sido un partido complicado. Evidentemente, estamos abatidos, porque nuestras expectativas eran otras y queríamos llegar, como mínimo, a semifinales. Pero para ganar hay que meter goles, y hoy nos ha costado más de lo habitual", lamentó José Cruz, técnico del Monterrey.
La otra semifinal la disputarán el martes el Bayern Múnich, campeón europeo, y el conjunto chino Guangzhou Evergrande, ganador de la Champions asiática, que se impuso el sábado por 2-0 al Al Ahly de Egipto.
El Mundial de Clubes se disputa este año en Marruecos, con sedes en Agadir y Marrakech, y reparte un total de 16,5 millones de dólares en premios, de los cuales 3,65 corresponden al campeón.