Haugesund ledet 2-0, men rotet bort ledelsen før avgjørelsen falt helt mot slutten.
Alexander Søderlund dundret inn 3-2 på et frispark fra distanse etter 90 minutter, mens debutanten Pontus Engblom kontret inn 4-2 på overtid.
Haugesund har tidligere sesonger vært bunnsolide hjemme. I år hadde ikke laget vunnet hjemme siden 16. mai, og siste seier kom 28. mai.
Laget hadde en 0-0-kamp som best på sine fem siste kamper. Derfor tok Jostein Grindhaugs mannskap sårt tiltrengte poeng.
Vålerenga på sin side har aldri vunnet over Haugesund på bortebane.
Skadd på trening
Vålerenga kom til Haugesund allerede torsdag og hadde en trening. Det endte med at forsvarerne Andreas Nordvik og nyankomne Giancarlo Gonzalez gikk skadd av banen.
Dermed måtte Martin Andresen konstruere en ny forsvarskvartett.
Ellers debuterte en spiller på hvert av lagene. Hos hjemmelaget fikk den 23 år gamle bosnieren Amar Osmanovic sin debut, mens hos Vålerenga ankom Chad Barrett sildebyen ved 14-tiden og gikk rett inn på Vålerenga-laget.
Etter bare 21 minutter i norsk eliteserie presenterte Osmanovic seg. Han dundret inn et lavt skudd utenfor rekkevidden til Lars Hirschfeldt.
Etter fem minutter kontret Haugesund anført av Nicola Djurdijc. Han fant Eirik Mæland ute på kanten, og han fikk det lett med å sette ballen i mål via en Vålerenga-forsvarer.
Snudde kampen
Chad Barrett så man lite til, og han ble erstattet av Morten Berre tidlig i annen omgang.
Vålerenga gjorde et par offensive bytter som ga rom for Mohammed Fellahs venstrebein. Hans traff perfekt etter 59 minutter fra distanse, og reduseringen var et faktum.
Samme Fellah var også mannen bak innlegget som Martin Pusic fikk satt i mål etter klabb og babb inne i Haugesund-feltet.
Også svenske Pontus Engblom fikk sin eliteseriedebut. Han holdt på å score med sin første ballberøring, men skuddet gikk rett på Hirschfeldt.
I stedet var det landslagsuttatte Alexander Søderlund som kom til å avgjøre for hjemmelaget.