DeChambeau pensava que tinha ficado a um shot da liderança com um final de birdie-birdie na sua segunda ronda de sexta-feira.
Mas, com a noite a cair sobre os links de Southport, o norte-americano foi penalizado com dois shots por "melhorar inadvertidamente" a sua posição ao preparar o segundo shot no buraco cinco.
DeChambeau pareceu calcar a relva alta ao preparar-se para o swing de ensaio.
O bicampeão do US Open voltou ao local do incidente com um árbitro após terminar a sua ronda e a Sky Sports avançou que chegou mesmo a ameaçar abandonar o torneio.
DeChambeau acabou por participar na terceira ronda no sábado.
"Não vou fingir que estou aqui para defender o Bryson. Não tenho particular simpatia por ele. Acho que muito do que faz é encenação. Acho que é tudo para chamar a atenção", disse McIlroy depois de uma terceira ronda de 69, passando para dois abaixo no torneio.
"Manter o torneio refém daquela forma, e ter todos nós, jogadores, voluntários, toda a gente à espera que ele saísse, não me pareceu nada bem", acrescentou.
Os organizadores do torneio, a R&A, sublinharam que não acreditam que DeChambeau tenha feito batota de forma deliberada, mas referiram que "mesmo quando a ação é acidental", aplica-se uma penalização.
"Estava a ver aquilo em direto. Estava no lounge dos jogadores a ver com mais alguns jogadores e, assim que ele deu o passo em direção à bola, olhámos uns para os outros e pensámos: 'Isto não pareceu correto'," acrescentou McIlroy.
"Acho que não há dúvidas de que ele melhorou a linha do backswing. Mais uma vez, seja por descuido ou de forma intencional, não acho que isso importe. Espero que tenha sido por descuido, mas penso que a penalização de dois shots foi totalmente justificada", defendeu.
As esperanças de McIlroy em somar mais um major parecem esfumadas, já que vai iniciar a quarta ronda de domingo pelo menos a seis shots do líder de clube, o neozelandês Ryan Fox.
"Certamente não vou entrar amanhã a pensar que tenho uma grande hipótese de vencer", afirmou o norte-irlandês.
"Se estivesse a três shots do Foxy para amanhã, sentiria que tinha uma hipótese legítima. Mas estou a três shots disso. Provavelmente sinto que estou demasiado atrás", concluiu.