Holland schickte Wales zu einer dritten Niederlage in der Nations League in vier Spielen, als Memphis Depays Tor in der Nachspielzeit ihnen einen bemerkenswerten 3:2-Sieg in Rotterdam bescherte.
Depays Siegtreffer in der dritten Minute der Nachspielzeit kam nur Sekunden, nachdem Gareth Bale den Ausgleich erzielt hatte, indem er sein 39. Tor für Wales per Elfmeter erzielte.
Noa Lang und Cody Gakpo hatten Holland mit Toren in den ersten 23 Minuten in Führung gebracht.
Aber Brennan Johnson halbierte den Rückstand schnell, als er nach seinem ersten Länderspieltor gegen Belgien am Samstag zu seinem aufkeimenden Ruf beitrug.
Hollands Sieg besiegelte ein Double der Nations League gegen Wales und hielt sie an der Spitze der Gruppe A4.
Wales hat in einer Kampagne, die vom WM-Play-off-Finale gegen die Ukraine überschattet wurde, das in sein Juni-Programm verschoben wurde, gerade die falsche Seite der feinen Margen erreicht.
Das Heimspiel im September gegen Polen wird wahrscheinlich darüber entscheiden, ob Wales seinen Liga-A-Status behalten wird.
Aber in Wirklichkeit ging es in diesem Monat nur darum, die WM-Qualifikation zu erreichen, und Wales hat dies getan, während es einige lobenswerte Leistungen in der Nations League erbracht hat, die eine größere Belohnung in der Punktespalte hätten bringen sollen.
Das Stadion De Kuip von Feyenoord war mit 47.000 Plätzen voll, nachdem Hollands Chef Louis Van Gaal den Austragungsort offen kritisiert hatte.
Van Gaal sagte, das Stadion entspreche nicht mehr den Standards für die Austragung internationaler Spiele, und beschrieb es nach dem 2:2-Unentschieden am Samstag gegen Polen als „eine Menge alter Mist“.
Aber es ist unbestritten, dass De Kuip eine niederländische Festung bleibt und Holland nun 30 Spiele ohne Niederlage in Rotterdam absolviert hat.
Wales war vor seinem fünften Spiel in 14 Tagen von Verletzungen und Ausfällen heimgesucht worden.
Danny Ward, Joe Morrell, Joe Allen, Kieffer Moore und Neco Williams fehlten alle verletzungsbedingt.
Rhys Norrington-Davies wurde ebenfalls gesperrt, nachdem er einige Buchungen für die Nations League erhalten hatte, während Bale und Aaron Ramsey zu den Ersatzspielern gehörten.
Holland hatte sieben Überlebende von der Mannschaft, die nur sechs Tage zuvor in Cardiff gewonnen hatte, und Lang und Gakpo waren eine ständige Quelle des Unbehagens für die Gäste.
Das Paar kombinierte sich nach 14 Minuten, als Gakpo aus einer engen Ecke entkam und einen weitreichenden Pass in den Lauf von Lang schickte.
Wayne Hennessey hatte keine Schwierigkeiten, mit diesem Versuch fertig zu werden, aber der walisische Torhüter war drei Minuten später hilflos, als Wes Burns in Schwierigkeiten geriet und den Ball verlor.
Lang war schnell gefunden und drehte sich geschickt um, um in die Ecke zu schießen.
Bruno Martins Indi wurde verwarnt, weil er mit einem Zweikampf gegen Johnson geknallt war, den einige Schiedsrichter als Vergehen mit der roten Karte angesehen haben könnten.
Die Niederlande verdoppelten ihre Führung, als Gakpo den Ball hervorragend hinter Hennessey platzierte, nachdem sein erster Versuch geblockt worden war.
Es sah düster aus für Wales und einige Fans mit langen Erinnerungen erinnerten sich vielleicht an einen 7: 1-Sieg von Eindhoven gegen die Niederländer im Jahr 1996.
Aber Johnson zeigte nach 26 Minuten erneut seinen rücksichtslosen Touch vor dem Tor.
Daniel James gewann den Ballbesitz und Harry Wilson fütterte Johnson mit einem geschickten Pass.
Johnson hatte wenig Zeit, seinen Schuss mit den holländischen Verteidigern abzuwehren, aber er rollte den Ball klinisch an Jasper Cillessen vorbei, um Wales Hoffnung zu machen.
Holland hatte Chancen, seine Führung auszubauen, als Hennessey gut vor Gakpo, Lang und Vincent Janssen rettete.
Bei Johnson läuteten zu Hause erneut die Alarmglocken, als er durchglitt, und Wales drückte weiter, nachdem er Bale und Ramsey weitergeschickt hatte.
Wales dachte, sie hätten den Tag gerettet, als Connor Roberts klapperte und Bale die Nerven behielt, nachdem der Verteidiger von Burnley ein paar Minuten lang behandelt werden musste.
Aber Depay machte ihre Hoffnungen auf einen Punkt sofort zunichte und behielt nach 10 Spielen zwischen den beiden Nationen Hollands 100-Prozent-Rekord gegen Wales bei.