Hibino, número 93 do ranking, venceu a brasileira com parciais de 7-6 (2) e 6-3, em 2 horas e 5 minutos de partida.
Cabeça de chave número 1 no torneio chinês, Bia era uma das favoritas ao título.
A vitória da japonesa de 28 anos foi sua primeira na turnê desde que conquistou o WTA 250 de Praga em agosto.
Foi também seu primeiro triunfo contra uma jogadora do top 30 em todo o ano.
Sem confiança em quadra, a brasileira não conseguiu se recuperar na partida após perder o primeiro set de forma dramática. Bia chegou a abrir 4-1 na parcial, mas acabou sendo superada no tie break.
Esta foi a pior derrota da paulistana em quadra rápida na temporada.
Seu próximo desafio será o WTA Elite Trophy – torneio que reúne as tenistas número 9 a 19 da corrida do ranking – na semana que vem, também na China.