A decisão torna Lamouchi a primeira vítima do torneio.
De acordo com o jornalista Romain Molina, a mudança foi confirmada nas horas após a derrota, com Molina escrevendo que o tempo de Lamouchi à frente das Águias de Cartago havia chegado ao fim.
A estação de rádio tunisiana Mosaique FM relatou que oficiais da federação convocaram uma reunião de emergência para discutir a posição de Lamouchi imediatamente após o resultado.
Também houve relatos de brigas dentro do acampamento da Tunísia ao final do jogo, e novamente mais tarde no hotel da equipe.
Lamouchi, que anteriormente treinou Nottingham Forest e Cardiff City na Inglaterra, estava no comando da Tunísia há apenas cinco jogos desde sua nomeação em janeiro.
Sua equipe havia passado pelas eliminatórias da Copa do Mundo sem sofrer um gol, mas foi desmantelada em seis minutos pela Suécia, com Yasin Ayari e Alexander Isak ambos marcando no primeiro meia hora.
Omar Rekik descontou para a Tunísia com seu primeiro gol internacional, mas o segundo tempo pertenceu à Suécia.
Victor Gyokeres, Mattias Svanberg e um segundo gol de Ayari completaram a goleada.
"É uma perda difícil. É doloroso," disse Lamouchi após a partida.
"Com jogadores de classe mundial que temos nos dois atacantes suecos, é algo do qual você não se recupera. Cometemos erros demais."
Wahbi Khazri, o ex-atacante do Sunderland e Saint-Etienne que se aposentou em dezembro e se juntou à equipe de Lamouchi como chefe de análise, é relatado como o principal candidato a assumir o comando interino.
Um ex-capitão da Tunísia com 74 seleções, Khazri teria a tarefa de estabilizar a equipe antes do seu segundo jogo do Grupo F contra o Japão.
Questões também foram levantadas após a partida sobre a presença do filho de Lamouchi no acampamento, com uma testemunha dizendo à Mosaique FM que uma confrontação ocorreu entre um torcedor e o filho do treinador.
Lamouchi abordou a questão diretamente quando questionado por repórteres.
"Como pai, vou te responder primeiro, e também é o treinador que vai te responder. Tenho certeza de que há conexões familiares aqui, mas meu filho não faz parte do processo de seleção."
Ele explicou que seu filho havia viajado com a família extensa para o Eid e não fazia parte da equipe técnica.
A Tunísia agora enfrenta uma rápida reviravolta, com sua sobrevivência na Copa do Mundo já parecendo precária após uma rodada de jogos.
O próximo compromisso das Águias de Cartago contra o Japão assume uma importância muito maior do que qualquer um esperava quando o sorteio da fase de grupos foi realizado.