De Brentford-middenvelder viel van de reclameborden terwijl hij zijn team markeerde tijdens de dramatische 3-2 overwinning in de 16de ronde op Mexico en moest van het veld worden gedragen op een brancard.
Tuchel bevestigde de omvang van het probleem daarna, en zei BBC One dat de timing nauwelijks slechter had kunnen zijn.
"Jordan viel gewoon en verwondde zijn pols. Het ziet er echt slecht uit," zei de Engelse coach. "Het is een vrij ernstige blessure en het past niet bij de avond, dat Jordan nu niet bij ons is. De dokter vertelde me dat hij in het ziekenhuis is."
Het voorval vond plaats terwijl de Engelse spelers zich bij de supporters achter het doel voegden voor een uitvoering van Oasis' "Wonderwall" momenten na het laatste fluitsignaal. Henderson probeerde over de reclameborden te springen om de fans te bereiken, maar raakte zijn voet onderweg naar beneden en stak zijn linkerarm uit om de val te breken.
Teamgenoot Dan Burn waarschuwde het medisch personeel, en Henderson kreeg zuurstof voordat hij op een brancard werd gedragen. Aanvoerder Harry Kane bagatelliseerde het voorval daarna en zei alleen dat Henderson "gevallen was" en "iets met zijn arm had verwond."
De 36-jarige heeft nauwelijks gespeeld in Mexico, met zijn enige deelname tot nu toe een invalbeurt in de slotfase van de overwinning in Groep L op Panama, een mijlpaal die hem de eerste Engelse mannelijke speler maakte die op vier Wereldbekers verscheen.
Hij bleef achter in Mexico-Stad met een lid van het ondersteunend personeel van Engeland in plaats van met de selectie naar huis te reizen, die terugkeerde naar hun basis in Kansas City.
Mocht de blessure hem uitsluiten, dan zou Henderson de tweede Engelse speler worden die deze toernooi aan de kant staat, na Reece James, die een hamstringprobleem opliep in de openingswedstrijd van de groep.
Jarell Quansah is ook niet beschikbaar voor de volgende ronde na een rode kaart tijdens de overwinning op Mexico.
Tuchel's ploeg richt zich nu op Noorwegen in de kwartfinale van zaterdag in Miami, die om 22:00 BST begint.