En jämn match på Amex Stadium såg ut att sluta oavgjort och gå till omspel, men Kaoru Mitoma ville annat: på tilläggstid jonglerade han sig fram i straffområdet och dunkade in ett stenhårt skott som tog död på Liverpools förhoppningar att försvara titeln i FA-cupen.
Liverpool skapade matchens första farliga målchans efter tre minuters spel när Naby Keita drev fram på offensiv planhalva och hittade ut till Mohamed Salah vars inspel täcktes vilket gav honom ett avslutsläge, men bollen rensades undan på mållinjen av Adam Webster.
De båda lagen bjöd på en intensiv start på matchen där den offensiva approachen från bägge sidor gav en svängning matchbild under de inledande tio minuterna.
Efter en kvarts spel var det Liverpools tur att rensa från mållinjen. Ett inspel från höger nådde Brighton-anfallaren Evan Ferguson som hade gott om tid att avlossa ett skott mot Alissons högra stolpe, Trent Alexander-Arnold stod dock i vägen och förhindrade hemmalaget från att ta ledningen.
I den 25:e minuten slog Harvey Elliott en fin djupledspassning som frispelade Salah som dock misslyckades helt med avslutet som varken var välriktat eller kraftfullt.
En halvtimme in i matchen tog Liverpool ledningen! Naby Keita vann bollen centralt och hittade fram till Salah som med ett vackert instick gav Elliott ett friläge som förvaltades på bästa sätt och en röd ledning var ett faktum.
Ledningen stod sig inte särskilt länge. I den 39:e minuten avlossade Tariq Lamptey ett skott från distans som styrde på Lewis Dunk vilket gjorde att Alisson var chanslös i Liverpoolmålet. 1-1.
Det var likaläge i matchen när domare David Coote blåste för halvtidsvila. Liverpool stod för en okej halvlek där de i stunder blixtrade till i omställningar på ett helt annat sätt än senast de var på besök på Amex Stadium, Brighton tilläts heller inte skapa lika mycket i sin offensiv.
Ett oförändrat Liverpoollag kom ut till den andra halvleken medan Brighton gjorde ett byte där mittbacken Adam Webster ersattes av Joel Veltman.
Ett piggt Brighton inledde halvleken bäst genom att med ett lyckat presspel skapa större problem för Liverpool i uppspelsfasen jämfört med innan pausvilan.
Efter en knapp timme agerade Klopp från bänken genom att göra ett trippelbyte: James Milner, Darwin Nunez och Jordan Henderson ersatte Alexander-Arnold, Elliott och Keita.
Liverpool kunde ta kontroll på matchen efter bytena och byggde sakta men säkert upp ett tryck mot Brightons straffområde.
Ett snabbt anfall från hemmalagets sida i den 71:a minuten tvingade Alisson till en fin räddning. En utsökt yttersidapassning från Mitoma hittade fram till Solly March i straffområdet, men Alisson kom ut snabbt och gjorde sig tillräckligt stor för att hålla bollen utanför sitt mål.
ANNONS
I den 79:e matchminuten kom Curtis Jones in i spel istället för Thiago.
Ibrahima Konate stod för två avgörande aktioner inom loppet av några få minuter när han först kastade sig för att blockera ett skott från Ferguson för att sedan som sista man hindra Mac Allister att komma loss in bakom Liverpools backlinje.
Med sex minuter kvar att spela gjorde Klopp sitt femte och sista byte där Stefan Bajcetic ersattes av Fabinho.
Det såg ut att gå mot omspel när matchen gick in på tilläggstid, men då slog Mitoma till med en mycket vacker soloprestation där han tog emot ett inlägg vid den bortre stolpen, lyfte bollen över Joe Gomez och dunkade upp 2-1 i nättaket.
Alisson 3, Alexander-Arnold 2,5 (ut 59), Gomez 2,5, Konate 3, Robertson 2, Bajcetic 2,5 (ut 84), Thiago 3 (ut 79), Keita 3 (ut 59), Salah 2, Gakpo 2, Elliott 3 (ut 59), Darwin 1,5 (in 59), Henderson 2 (in 59), Milner 2 (in 59), Jones - (in 79), Fabinho - (in 84)
Bli medlem i Liverpool FC:s officiella svenska supporterklubb. Du får allt innehåll på LFC.se, utlottningar av matchbiljetter, medlemsresor till Anfield och rabatter i klubbshopen.