Il Liverpool ha preso il comando due volte in Turchia ma non è riuscito a proteggere il suo vantaggio, subendo la sua seconda sconfitta consecutiva sotto la guida di Andoni Iraola.
Alexander Isak ha portato in vantaggio gli ospiti al 69° minuto, solo per vedere il Fenerbahce rispondere con tre gol da situazioni di palla inattiva. Mason Greenwood, Archie Brown e Vedat Muriqi hanno trovato la rete mentre la squadra turca completava la sua rimonta.
Il risultato ha continuato un preoccupante andamento per il Liverpool, che ha subito almeno tre gol in ognuna delle ultime tre partite europee importanti, avendo anche incassato tre contro LASK e Villarreal.
Van Dijk ha ammesso che le prestazioni difensive stavano diventando una seria preoccupazione.
"Non è sicuramente sostenibile," ha detto il capitano del Liverpool.
"Ecco perché è una serata molto deludente per molte ragioni, ma sicuramente a causa dei gol che abbiamo subito e del modo in cui li abbiamo subiti. C'è lavoro da fare."
L'olandese era particolarmente frustrato dal modo in cui la sua squadra ha difeso sui calci piazzati, essendo stata in precedenza affidabile in quell'area.
"Tre calci piazzati, inoltre. Siamo stati molto bravi in questo finora in questa stagione, ma ci siamo spenti e non eravamo pronti per il primo e il secondo pallone. È difficile da accettare."
Interrogato se la sconfitta lo avesse infastidito, Van Dijk ha chiarito che i giocatori erano pienamente consapevoli delle loro mancanze.
"Sì, ma non l'ho mostrato perché tutti sembravano delusi e hanno motivo di esserlo - dovrebbero essere delusi.
"Non possiamo perdere nel modo in cui abbiamo fatto. Ma l'abbiamo fatto ed è colpa anche del Fenerbahce."
Il Liverpool aveva vinto cinque partite consecutive prima di perdere contro l'Arsenal e il Fenerbahce, e Van Dijk crede che questo periodo difficile debba diventare un'opportunità per la squadra di rafforzare la propria unità.
"Ho menzionato dopo l'ultima partita [contro l'Arsenal] che noi come gruppo dobbiamo attraversare momenti buoni ma anche momenti meno buoni," ha detto.
"Questo formerà solo un legame più forte e sarà solo vantaggioso. Nessuno vuole perdere partite, specialmente come abbiamo fatto, ma dovrebbe solo aiutarci nel prossimo futuro.
"Non dovremmo accettare di perdere, specialmente nel modo in cui abbiamo fatto."
Il Liverpool deve ora concentrare la sua attenzione sulla trasferta di domenica in Premier League contro il Crystal Palace, con Van Dijk consapevole che un'altra sfida impegnativa lo attende.
"È enorme. Quando torneremo a Liverpool, preparando e recuperando fisicamente e mentalmente, guarderemo avanti," ha detto.
"È sempre difficile al Palace e non mi aspetto nulla di diverso."