Norge åkte på en chockförlust i premiären mot Brasilien och behövde en seger i gruppavslutningen mot Portugal för att inte kliva in i mellanrundan poänglöst.
Men ett nervöst Norge fick inte till det.
Trots ett ryck fram till tremålsledning, 19–16, i början av andra halvlek kunde inte hemmalaget hålla undan.
I stället vände Portugal och kunde hålla undan i en dramatisk match.
Målvakten Gustavo Capdeville och sexmålsskyttarna Francisco Costa och Luis Frade stack ut hos Portugal.
Portugal går in i mellanrundan med fyra poäng, Brasilien med två och Norge har noll.
Återstående tre lag i mellanrundan kommer från Sveriges grupp. Sverige möter Spanien i gruppavslutningen på måndagen och kommer minst att ha med sig två poäng i mellanrundan.