La décision fait de Lamouchi la première victime managériale du tournoi.
Selon le journaliste Romain Molina, le mouvement a été confirmé dans les heures suivant la défaite, Molina écrivant que le temps de Lamouchi à la tête des Aigles de Carthage était arrivé à son terme.
La station de radio tunisienne Mosaique FM a rapporté que des responsables de la fédération ont convoqué une réunion d'urgence pour discuter de la position de Lamouchi immédiatement après le résultat.
Il y a également eu des rapports de bagarres éclatant au sein du camp tunisien à la fin du match, et à nouveau plus tard à l'hôtel de l'équipe.
Lamouchi, qui avait précédemment entraîné Nottingham Forest et Cardiff City en Angleterre, n'était en charge de la Tunisie que depuis cinq matchs depuis sa nomination en janvier.
Son équipe avait traversé les qualifications pour la Coupe du Monde sans encaisser de but, mais a été déchirée en moins de six minutes par la Suède, avec Yasin Ayari et Alexander Isak marquant tous deux dans la première demi-heure.
Omar Rekik a réduit l'écart pour la Tunisie avec son premier but international, mais la seconde mi-temps appartenait à la Suède.
Victor Gyokeres, Mattias Svanberg et un second but d'Ayari ont complété la déroute.
"C'est une défaite difficile. C'est douloureux," a déclaré Lamouchi après le match.
"Avec les joueurs de classe mondiale que nous avons dans les deux attaquants suédois, c'est quelque chose dont on ne se remet pas. Nous avons commis beaucoup trop d'erreurs."
Wahbi Khazri, l'ancien attaquant de Sunderland et de Saint-Étienne qui a pris sa retraite en décembre et a rejoint le staff de Lamouchi en tant que responsable de l'analyse, serait le principal candidat pour prendre en charge l'intérim.
Ancien capitaine de la Tunisie avec 74 sélections, Khazri aurait pour mission de stabiliser l'équipe avant leur deuxième match du groupe F contre le Japon.
Des questions ont également été soulevées après le match concernant la présence du fils de Lamouchi dans le camp, un témoin ayant déclaré à Mosaique FM qu'une confrontation avait éclaté entre un supporter et le fils de l'entraîneur.
Lamouchi a abordé la question directement lorsqu'il a été interrogé par des journalistes.
"En tant que père, je vais d'abord vous répondre, et c'est aussi l'entraîneur qui vous répondra. Je suis sûr qu'il y a des liens familiaux ici, mais mon fils ne joue aucun rôle dans le processus de sélection."
Il a expliqué que son fils avait voyagé avec sa famille élargie pour l'Eid et ne faisait pas partie du staff technique.
La Tunisie fait maintenant face à un retournement rapide, avec leur survie en Coupe du Monde déjà précaire après un tour de matches.
La prochaine mission des Aigles de Carthage contre le Japon revêt une bien plus grande importance que quiconque ne l'avait prévu lors du tirage au sort de la phase de groupes.