Även ordinarie matchtid var rafflande då Västerbotten länge ledde, Sörmland kvitterade med bara 1.08 kvar, hamnade i nytt underläge med 40 sekunder kvar men utjämnade till 2–2 när bara sex sekunder återstod.
Efter en mållös förlängning följde straffar och det dröjde ända till 16:e försöket innan det blev ett mål, då avgjorde Sörmlands Alice Thorén.
Tidigare hade Ebba Tärnfjord lagt två straffar. Hon och kompisen Alva Zentio, både kommer från Åker, fick stort förtroende och utgjorde backparet i förstafemman.
Ebba blev för övrigt tvåmålsskytt i torsdags när Medelpad krossades med 11–1 i gruppspelet.
I lördagens semifinal väntar Gästrikland/Hälsingland.