Третий матч серии, прошедший на ЦСКА АРЕНЕ, завершился победой «Локомотива» в овертайме 3:2. Перед игрой главный тренер гостей Игорь Никитин внес одно изменение в состав: вместо получившего микроповреждение форварда Ивана Чеховича вышел 21-летний Никита Кирьянов. Дебютант плей-офф отработал выданный аванс. В первом периоде даже мог открыть счет, но, оказавшись перед воротами армейцев, не сумел переиграть Ивана Федотова. 

Хозяева тоже поменяли одного игрока: впервые в этой серии вышел центрфорвард Тахир Мингачев, а габаритный Егор Фатеев, сыгравший в Ярославле, остался в запасе. Быстрый Виталий Абрамов опустился в четвертое звено. После матча главный тренер ЦСКА Сергей Федоров назвал этот состав оптимальным на сегодняшний день. В первом периоде доминировали хозяева. Несколько раз шайба чудом разминулась с воротами. Константин Окулов, бросая наверняка, угодил в штангу. В этот момент шайбу тщетно пытался поймать на себя защитник Александр Елесин. Опасно атаковал со своей фирменной точки Михаил Григоренко, открывший счет в серии, однако теперь вратарь Даниил Исаев успел переместиться и парировать шайбу. Армейцы штурмовали ярославские владения, героически отстояв ворота в меньшинстве, когда в штрафной бокс один за другим отправились Мингачев и Провольнев. 

После перерыва ненужные удаления позволили железнодорожникам переломить ход матча. Абрамов получил малый штраф за удар по ловушке Исаева. Гости разыграли лишнего через девять секунд. 19-летний Даниил Бут, вышедший в бригаде большинства, прострелил вдоль ворот, и шайба от конька Провольнева зашла в ворота. Этот гол стал первым для юниора в плей-офф. Не прошло и двух минут, как гости наказали армейцев за фол Фредрика Классона. На этот раз на отскоке сыграл Георгий Иванов, которому ассистировал Степан Никулин. 

В третьем периоде красно-синим удалось, казалось, невозможное – отыграть у системного «Локомотива» две шайбы. Армейцы ринулись в атаку. Сначала железнодорожники забыли на пятачке Павла Карнаухова, часто огорчающего «Локомотив». Ему не составило труда добить шайбу, отраженную Исаевым после броска Ярослава Дыбленко. А потом Григоренко реализовал численное преимущество, которое заработал Макаров. Самый ценный игрок плей-офф-2023 неотразимо бросил в пустые ворота после зрячей скидки Окулова с дальнего пятачка. В конце третьего периода на ударной позиции оказался автор победного гола во втором матче Денис Алексеев. Шайба нашла его после двойного рикошета. Однако Федотов успел выдвинуться вперед и отразить шайбу. До сирены оставалось меньше десяти секунд.

В овертайме судьи выписали штраф Карнаухову за задержку шайбы руками. Форвард армейцев в статике пытался обработать летевшую шайбу и когда опускал ее на лед, был атакован Сергеем Андроновым. Вряд ли Карнаухов, находясь в средней зоне, создавал себе преимущество. Бригады меньшинства отработали образцово, ничего не позволив «большевикам» гостей. Однако спустя 23 секунды после выхода на лед удаленного гости забили победный гол. Алексеев слегка подправил шайбу, летевшую в сторону ворот после наброса Елесина. 

Впервые в истории кубковых встреч ЦСКА и «Локомотива» железнодорожники повели в серии 2-1.