Der Brentford-Mittelfeldspieler fiel von den Werbebanden, während er seine Seite im dramatischen 3:2-Sieg im Achtelfinale gegen Mexiko markierte, und musste mit einer Trage vom Platz gebracht werden.
Tuchel bestätigte den Umfang des Problems danach und sagte BBC One dass das Timing kaum schlechter hätte sein können.
"Jordan ist einfach gefallen und hat sich das Handgelenk verletzt. Es sieht wirklich schlecht aus", sagte der England-Trainer. "Es ist eine ziemlich ernste Verletzung und es passt nicht zu dem Abend, dass Jordan jetzt nicht bei uns ist. Der Arzt hat mir gesagt, dass er im Krankenhaus ist."
Der Vorfall ereignete sich, als die englischen Spieler sich hinter dem Tor mit den Fans für eine Darbietung von Oasis' "Wonderwall" versammelten, kurz nach dem Schlusspfiff. Henderson versuchte, über die Werbebanden zu hopsen, schnitt sich beim Herunterfallen den Fuß und streckte seinen linken Arm aus, um den Sturz abzufangen.
Teamkollege Dan Burn alarmierte das medizinische Personal, und Henderson erhielt Sauerstoff, bevor er auf einer Trage abtransportiert wurde. Kapitän Harry Kane spielte den Vorfall danach herunter und sagte nur, dass Henderson "gefallen" sei und "etwas mit seinem Arm" verletzt habe.
Der 36-Jährige hat in Mexiko kaum gespielt, sein einziger Einsatz bisher war ein Ersatzauftritt in den Schlussminuten des Gruppenspiels L gegen Panama, ein Meilenstein, der ihn zum ersten englischen Spieler macht, der an vier Weltmeisterschaften teilnimmt.
Er blieb in Mexiko-Stadt mit einem Mitglied des englischen Support-Teams zurück, anstatt mit dem Kader nach Hause zu reisen, der zu ihrer Basis in Kansas City zurückkehrte.
Sollte die Verletzung ihn ausschließen, wäre Henderson der zweite englische Spieler, der in diesem Turnier ausfällt, nach Reece James, der sich im ersten Gruppenspiel eine Oberschenkelverletzung zuzog.
Jarell Quansah ist ebenfalls für die nächste Runde nicht verfügbar, nachdem er während des Sieges über Mexiko vom Platz gestellt wurde.
Tuchels Mannschaft richtet nun ihre Aufmerksamkeit auf Norwegen im Viertelfinale am Samstag in Miami, das um 22:00 Uhr BST beginnt.