Gästerna, som innan gårdagens tillställning hade fem segrar och en oavgjord match inledde stark.
Piteås skyttekung och store stjärna Viktor Brännström höll sig påpassligt framme i matchminut 33 och kunde välförtjänt ge gästerna ledningen.
Morön replikerade dock efter 40 spelade minuter genom mål av Tobias Lundström.
1-1 efter första halvlek och vinstvittring för hemmalaget ingick knappast i Piteås matchplan.
Jagade frenetiskt
Gästerna inledde andra rundan på ett övertygande sätt och offensive spjutspetsen Viktor Brännström hade ett flertal förstklassiga lägen till att åter ge Piteå ledningen.
Brännström kammade dock noll i de situationerna.
I stället chockade Morön gästerna från andra sidan länsgränsen genom att oväntat ta ledningen med 2-1 genom Per Fahlgren.
Piteå jagade frenetiskt en kvittering, men det sista lilla saknades i de avgörande ögonblicken.
Moröns välkände måltjuv Tomas Markström punkterade tillställningen och fastställde samtidigt slutresultatet till 3-1 i hemmafavör.
Besviken tränare
- Finns inte ord som kan beskriva min besvikelse. Allt känns bara tomt. Vi hade trots allt chansen att döda matchen i inledningen av andra halvlek. Vi spelade stundtals helt okej fotboll, men som helhet gjorde vi ingen bra match, analyserade Piteåtränaren Leif Strandh efter matchen.
Viktor Brännström skapade mest offensivt för Piteå, däremot resulterade alla chanser bara i nätkänning vid ett tillfälle.
Målen, Skellefteå: Tobias Lundström, Per Fahlgren, Tomas Markström. Piteå: Viktor Brännström.