Matchen spelades på Kopparvallen i Falun. Där tog Falu ledningen efter 34 minuter genom Tomás Javier Borquez.
BP kvitterade knappt sex minuter senare. Anton Kurochkin stod för målet som balanserade upp matchen inför paus.
Den andra halvleken var länge mållös. Men i den 79:e minuten avgjorde Borquez igen. Dalaklubben vann och tog sig vidare i cupen.
BP-tränaren Ulf Kristiansson dolde inte sin besvikelse efteråt.
– Det är klart att man är besviken. Det är inte mer med det. Det är en dålig insats av oss. Det sabbar ju försäsongen för oss. Det är det som går genom huvudet nu.
Han pekade också ut ett specifikt problem.
– Vi är alldeles för obeslutsamma runt deras straffområde. Vi skapar en del i början som vi borde gjort mål på. Sedan är det inte många målchanser. Då blir det så här.
För BP är det ett svårt misslyckande. Laget ligger på nionde plats i Allsvenskan och föll mot ett lag tre divisioner lägre i seriesystemet.
Falu BS har en historia som sträcker sig långt bakåt. Klubben har som bäst spelat i Sveriges näst högsta serie, och det vid tre tillfällen — 1954/55, 1975 och 1985. Så sent som 2015 höll man till i Division 7 Östra Dalarna.
Att sedan besegra ett allsvenskt lag på hemmaplan är något alldeles extra. Borquez tvåmålsskytt och hjälte framför hemmaklacken på Kopparvallen.
För BP innebär förlusten att man missar gruppspelet i Svenska Cupen. Det är ett format som ger möjlighet till matchträning och intäkter inför nästa säsong. Bortfallet drabbar klubben på flera plan.
Den allsvenska säsongen fortsätter för Brommapojkarnas del. Men cupexiten lämnar frågor om lagets form och fokus.