Nordmannen gjorde 1-0 og 3-0, men City raknet mot slutten med tre baklengsmål det siste kvarteret. Anis Hadj Moussa og Santiago Giménez reduserte hver sin gang før David Hancko utlignet i det 89. minutt etter at Ederson misset med en utrusning.
På overtid traff Jack Grealish tverrliggeren i jakten på et seiersmål i den ytterst dramatiske kampen.
Også tidlig var det stolpe-ut da Haalands flotte hodestøt på innlegg fra Nathan Aké i det 10. minutt traff metallet og ble slått ut av keeper Timon Wellenreuther, men senere i omgangen skulle det lykkes.
I det 41. minutt traff Quinten Timber (bror av Arsenal-spiller Jurriën) Haalands bein og ikke ballen da han prøvde å klarere et innlegg. Dommeren pekte på straffemerket, og VAR godkjente avgjørelsen.
Haaland lot seg ikke psyke ut av motstanderens spillere og banket ballen i det ene hjørnet mens keeper sprellet i det andre.
24-åringen var den yngste til 45 mesterligamål og til 50 målpoeng i turneringen.
Senket skuldrene
City kom til kampen etter å ha tapt fem kamper på rad i ulike turneringer, for første gang i Pep Guardiolas tid som manager. Det var viktig å bryte den rekken, og Haalands scoring senket skuldrene.
Fem minutter ut i den andre omgangen doblet Ilkay Gündogan ledelsen etter et hjørnespark. Skuddet endret retning på en motspiller og utmanøvrerte keeper.
Haaland ble ikke stående lenge på 45 mål. I det 53. minutt kunne han juble for 3-0 og nummer 46 etter at han på en kontring ble spilt fram av Matheus Nunes. Jærbuen skled fram og beinet ballen forbi keeper.
Les også: Álvarez-show da Atlético vant 6-0 i mesterligaen mot Solbakkens Sparta
Alt raknet
Dermed virket kampen punktert, men rynkene var tilbake i Guardiolas panne da dårlig forsvarsspill banet vei for Moussas redusering i det 75. minutt og en retur fra Ederson ga Giménez sjansen til å ordne full spenning igjen med scoring i det 82. minutt.
I det 89. minutt ble Igor Paixão spilt fram på kant. Ederson misset da han rykket ut for å klarere, og midtstopper Hancko kunne nikke innlegget i mål.
Dermed fikk City en ny brutal nedtur selv om tapsrekken tok slutt. Til helgen skal laget prøve å bryte tapsrekken også i Premier League. City har tapt tre PL-kamper på rad før storkampen mot serieleder Liverpool, og nå trenger laget virkelig en seier.