Andreas Rådberg blev matchhjälte med sitt avgörande 5-4-mål efter 50 minuter.
Djurgården tog ledningen efter 4.43, genom Liam Öhgren assisterad av Noah Östlund och Jonathan Lekkerimäki.
Djurgården ökade också ledningen till 2-0 efter 7.23, genom Jonathan Lekkerimäki framspelad av Noah Östlund.
Efter 7.55 i första perioden nätade Joel Kant, framspelad av Viggo Nordström och reducerade åt Luleå.
Djurgården ökade ledningen till 3-1 efter 13.59, åter igen genom Liam Öhgren på pass av Kasper Lindström och Jonathan Lekkerimäki.
Luleås Oscar Tellström gjorde 3-2 efter 17.30 på pass av Andreas Nilsson.
Luleå kvitterade till 3-3 efter 18.59, genom Charlie Berglund på pass av Joel Kant och Lucas Ramberg.
Luleå gjorde också 3-4 efter 4.31 i andra perioden när Erik Hannu hittade rätt. 4.04 in i tredje perioden nätade Djurgårdens David Blomgren på pass av Noah Östlund och Liam Öhgren och kvitterade för Djurgården.
10.12 in i perioden slog Luleås Andreas Rådberg till på pass av Olli Nikupeteri och avgjorde matchen. 4-5-målet blev matchens sista.
Noterbart är att Djurgårdens Noah Östlund hade tre assists, Jonathan Lekkerimäki stod för tre poäng, varav ett mål och Liam Öhgren gjorde två mål och spelade dessutom fram till ett mål.
Både Djurgården och Luleå har nu sex poäng, när Djurgården spelat fyra matcher, och Luleå fem matcher.
Nästa motstånd för Luleå är AIK. Lagen möts söndag 19 september 12.00 i Ulriksdals IP.