Daniel Larsson svarade för en stormatch mot Färjestad och höll nollan för första gången den här säsongen.
Efter en mållös förstaperiod gjorde Luleå två mål i den andra genom Brendan Mikkelson och Toni Rajala.
I den tredje bjöd Johan Harju på ett klassiskt Kenta Nilsson-mål och lade in pucken med en hand.
Det här betyder att Färjestad måste vinna med fyra mål i nästa match för att slå ut Luleå ur CHL.