Andreas Johnsson satte avgörande straffen. Foto: BJÖRN LARSSON ROSVALL / TT.
Frölunda fick revansch på Luleå efter förlusten i CHL-finalen förra säsongen.
Göteborglaget är vidare och möter Davos i semifinal efter 5–4 i full tid, vilket innebar förlängning då Luleå vann första matchen med 3-2.
En chansrik förlängning blev dock mållös och matchen fick avgöras på straffar.
Där visade Frölunda sin offensiva skicklighet då man prickade dit tre av sina fem straffar. Luleå satte bara en även om Toni Rajala var nära att göra ett drömmål.