Brage hade en chans att ta ledningen i första halvlek då Kristian Andersens frispark gick strax utanför.
Borlängelaget stod för en bra första halvlek spelmässigt, men kändes aldrig riktigt farliga.
Istället var det Kalmar som tog ledningen i den 61:a minuten då Bragemålvakten Peter Rosendal tippade ett inlägg till Fidan Aliti som nickade in ledningsmålet.
Sedan väcktes ändå eventuellt lite hopp då Kalmars Piotr Johansson fick sitt andra gula kort för att ha maskat vid ett inkast. Johansson kunde inte tro sina ögon.
Istället kom 2-0 i slutminuterna genom Herman Hallberg och efter det vaknade Brage rejält. Men det var för sent.
Jonathan Morsay satte 2-1 och sedan tog bollen på en Kalmararm som gav straff för Brage på tilläggstid. Straffen gick i ribban, men på den andra returen satte Christian Kouakou kvitteringen.
– Det är en väldigt grisig match, med inte så mycket spel utan mycket kamp, säger Kalmars Hallberg.
Mötet slutade 4-2 till Kalmar över två matcher.
Kalmarstjärnan Viktor Elm spelade inte returmötet på grund av knäproblem. Hans bror Rasmus Elm kan ha gjort sin sista match i kvalet.
– Vi får se, jag är inte säker. Vi har haft en så jäkla motig säsong ända från start. Med det i bagaget och vinnas den här kvalmatchen... En oerhörd lättnad bara, säger Elm till C More.
Kval till Allsvenskan
Kalmar FF
2 - 2
IK Brage
De spelar i Allsvenskan nästa säsong:
AIK
Djurgården
Elfsborg
Falkenberg
Göteborg
Hammarby
Helsingborg
Häcken
Kalmar
Malmö
Mjällby
Norrköping
Sirius
Varberg
Örebro
Östersund