Altmeier superou o grego em 5 sets, com parciais de 7-6(5), 1-6, 4-6, 6-3 e 7-5, em 4h26min de duelo.
Siga todas as partidas do US Open em tempo real
Tsitsipas vai encerrar a temporada sem chegar à 3ª rodada de nenhum Grand Slam pela primeira vez desde 2017.
Saque por baixo tira Tsitsipas do sério
Altmaier sacou por baixo algumas vezes, o que é permitido pela regra, mas pouco comum, enquanto tentava reagir no quarto set. Ao final do jogo, Tsitsipas reclamou da estratégia e fez uma ameaça ao rival.
"Da próxima vez, não se pergunte por que eu acertei você, ok? Só estou dizendo, se você sacar por baixo...", disse o ex-número 3 na hora de cumprimentar o alemão, dando a entender que mirou o corpo de Altmeier durante o jogo.
A torcida vaiou a reação do grego, enquanto o número 56 do mundo se afastava com a mão levantada, recusando-se a discutir.
Tsitsipas, que já foi finalista do Aberto da Austrália e de Roland Garros, encerrou a parceria com o técnico Goran Ivanisevic e trouxe o pai, Apostolos, de volta à equipe no mês passado, tentando reverter a preocupante queda de rendimento.
O tenista de 27 anos não vence duas partidas seguidas desde o ATP de Barcelona, em abril.
Na próxima rodada do US Open, Altmeier encara o australiano Alex de Minaur (8º).