38-åringen behövde springa under 27.28 på de brittiska mästerskapen i Manchester men var 19 sekunder för långsam.
Farah tog dubbla OS-guld, på 5 000 och 10 000 meter, både i London 2012 och i Rio de Janeiro 2016. Nu står det klart att det inte blir några nya OS-framgångar i Tokyo.
Nu kan karriären som långdistanslöpare vara över.
– Jag har alltid sagt att om jag inte kan utmana de bästa så kommer jag inte bara åka dit för att gå i mål i en final. Man måste kunna vara med och utmana och i dag visade det sig att det inte var bra nog, säger han i en intervju efter loppet.
– Jag har haft en underbar karriär, och har haft turen att ha en så lång karriär.
Tidigare i juni sprang Mo Farah 22 sekunder över kvalgränsen i vad som var hans första 10 000-meterslopp på nästan fyra år. Anledningen är att löparstjärnan främst satsat på maraton de senaste åren.