Elin Johansson grejade ett tidigt ledningsmål för gästerna.
Förra PIF-spelaren Sofie Persson kvitterade för Eskilstuna United efter drygt en halvtimmes spel.
Andra halvlek bjöd inte på fler mål, inte förlängningen 2 x 15 minuter heller.
Faith Ikidi sköt Piteås första straff utanför. Louse Quinns hemmastraff räddade Hilda Carlén i PIF-målet. Sara Thunebro satte sin för Eskilstuna United. Hanna Pettersson kvitterade till 1-1 för Piteå. Olivia Schough brände sin straff för United, vilket skulle visa sig ödesdiget. Emilia Appelqvist skaffade övertag för PIF med att sätta lagets fjärde straff. Petra Larsson kvitterade till 2-2. Pauline Hammarlund gjorde 3-2 till Piteå och när Annica Svensson brände Uniteds sista staff var saken klar.