De Duitser won met 7-6 en 6-3 van de Spaanse nummer twee van de wereld.

Mayer, die de 23e plaats bezet op de ATP-ranking, stuit in de kwartfinales op Feliciano Lopez of Tomas Berdych.

Nadal bereikte vorige week nog de finale van het toernooi in Tokio, waarin Andy Murray te sterk bleek. Diezelfde Murray won eerder op de dag in Sjanghai wel: hij schakelde na een driesetter Stanislas Wawrinka uit.

Nadal berustte in zijn lot. "Dit is een zeer teleurstellende dag voor me. Ik had eigenlijk het gevoel dat ik alles goed deed", sprak hij.

"De enige grote fout die ik maakte, gebeurde in de tweede game van de tweede set. Als je tegenstander zo goed speelt, moet je zulke kansen benutten. Maar goed, zo gaat het in sport. Hij deed het beter dan ik en daarom lig ik eruit."