Med 89 minuter spelade ryckte inbytte Max Wårell loss och fälldes av en spelare i Gefle precis innanför straffområdet.
Domaren blåste straff.
Fram klev förre PIF-spelaren William Olausson.
Mittbacken satte åtta mål i serien ifjol och nu dunkade han in säsongens första genom en hög och hård straff.
Det innebar 2–1 till IFK Luleå på bortaplan.
– En otrolig glädje. Vi kämpar och tar ut oss för varandra, alla som startar och hoppar in, säger Olausson.
Laget inledde annars svajigt och släppte till flera chanser under första halvleken. Då tog också Gefle ledningen med 1–0.
I den 66:e minuten nickade Yassine Assam in kvitteringen för Luleå.