Bortalaget fick en smakstart och tog ledningen i den sjätte minuten efter att Joakim Lindström hittat fram till Tuomas Kiiskinen.
Luleå tog sig tillbaka genom formstarke Linus Klasen som nätade för tredje matchen i rad när han prickade in kvitteringen från snäv vinkel.
I den tredje perioden drog Skellefteå ifrån och vann med 4–1 efter två mål från Oscar Möller och ett från Jonatan Berggren.
Skellefteå ligger femma i SHL med 67 poäng på 39 matcher.