Einar Emanuelsson gav Luleå ledningen efter fyra minuter. 20-åringen gick runt målet och pricksköt in pucken bakom Linköpings målvakt Jacob Johansson.
Linköping kvitterade i powerplay sex minuter senare genom Derek Roy, framspelad av förre Luleåspelaren Chad Billins.
I andra perioden tog hemmalaget ledningen då Daniel Olsson-Trkuljastryde in pucken bakom Joel Lassinantti efter en hård passning från MathisOlimb.
Men Luleå kom tillbaka.
I början av tredje perioden kvitterade kapten Niklas Olausson när han sköt in en retur som Johansson lämnade efter avslut från Emil Larsson.
Ställningen var 2–2 efter ordinarie tid och matchen gick till förlängning. Linköping hade ett giftigt två mot ett-läge, men Ryan Johnston hann dit med klubben i sista sekunden. Istället var det Luleå som fick chansen i powerplay med 1,38 minuter kvar.
Och då fick Luleå fira.
Niklas Olausson spelade fram Johan Harju som styrde in 3–2 till Luleå som fick med sig två poäng.
– Det var en perfekt passning av Olausson. Bara tacka, ta emot och stå där, säger Harju i en intervju med Cmore.