Efter att först ha kommit undan med ett gult kort ändrade sig den honduranska domaren Melissa Borjas efter en videogranskning och visade direkt rött.
Det röda kortet innebär att 21-åringen automatiskt stängs av en match – och hon kommer att missa kvartsfinalen mot Colombia på lördag.
Nu står det klart att avstängningen förlängs med ytterligare en match och James kommer även att missa en eventuell semifinal. Hon är tillgänglig först i en brons- eller finalmatch.
Chelsea-stjärnan har bett om ursäkt efter incidenten.
"Jag är ledsen för vad som hände", skrev hon.