Häcken hade radat upp chanser i matchen, bland annat med en stolpträff och en boll som rensades på mållinjen.
Hemmafavoriten öste på och satte stort tryck mot Piteås mål.
Men i den 95:e minuten, när matchen såg ut att gå mot förlängning, gjorde Piteås Emma Viklund matchens enda mål på straff.
Ett inlägg från vänsterkanten nickades av Josefin Johansson rakt på Filippa Curmarks hand, och domaren pekade direkt på straffpunkten.
– Bollen kommer, hon står en halvmeter från mig och drar på en nick. Jag försöker bara täcka mitt ansikte. Det gick snabbt, men jag tycker inte att det är hands, säger Curmark efteråt.
SVT:s expert Hanna Marklund konstaterade i sändning:
– Hon har handen uppe i ett läge där den inte ska vara.
Det här är tredje året på raken som Häcken förlorar cupfinalen. Försvararen Josefine Rybrink är trött på alla silver.
– Det är de här stunderna som fotbollen är som värst. Jag är jävligt trött på alla silver. Det är tufft mentalt och känns skit just nu, säger hon.
Se höjdpunkter och intervjuer i videospellistan nedan.