Efter 2-2 vid full tid väntade en förlängning där chanserna stod som spön i backen. Men resultatet höll sig till straffar.
Det krävdes sju omgångar innan Johan Forsberg avgjorde matchen genom en backhand upp i krysset. Två poäng till Luleå som därmed tog sin andra raka seger.
Trots en vass start av gästerna var det 1-1 efter den första perioden. Luleå kom ut mycket hungriga och tog ledningen genom Anton Hedman.
Men Rögle kvitterade i powerplay - och kom därmed in i matchen på allvar.
I den andra perioden tog hemmalaget över. Luleå hade chans att ta ledningen, men Johan Harjus straff blev ett enkelt byte för Oscar Dansk i Rögles mål.
Rögle tog ledningen med 2-1 efter en olycklig situation där Brendan Mikkelson råkade peta pucken i egen bur.
I den tredje perioden rörde Luleå om i sina kedjor - och det gav utdelning. Johan Harju tryckte in 2-2 från nära håll - och det resultatet stod sig över sextio minuter.