Segermålet för Motala U stod Eric Åkerlund-Olsson för efter 85 minuter.
Derby/Linköping tog en tidig ledning. Erik Matthiessen gjorde målet, redan i elfte minuten.
Motala U kvitterade till 1-1 i 19:e minuten, när Eric Åkerlund-Olsson fick träff.
Derby/Linköping tog ledningen på nytt i 23:e minuten, när Gustav Lundell Kuperion slog till på pass av Felix Berg Roussos.
Motala U kvitterade till 2-2 på tilläggstid i första halvleken, genom Hugo Schelin framspelad av Patrik Spångberg.
Och i 85:e minuten kom det matchavgörande målet genom Eric Åkerlund-Olsson på pass av Olle Gustavsson. Åkerlund-Olsson fullbordade därmed Motala U:s vändning.
Det här var Derby/Linköpings andra uddamålsförlust den här säsongen.
Motala U:s nya tabellposition är nionde plats, medan Derby/Linköping är på elfte plats.
I sista matchen möter Derby/Linköping Västanfors borta på söndag 25 februari 17.00.