I ligacupens kvartsfinal gjorde Zlatan Ibrahimovic sin första match från start sedan comebacken efter knäskadan. Anfallaren var också lagkapten för United borta mot Championship-laget Bristol City. Även Victor Nilsson Lindelöf fanns med i Uniteds startelva.
Niclas Eliasson startade dock på bänken för Bristol.
Efter tio minuter var det mycket nära att United tog ledningen. Zlatan Ibrahimovic avslutade och bollen tog via en försvarare och upp i ribban.
Tio minuter senare avlossade Marcus Rashford ett fint skott som tog i insidan av stolpen och ut.
Den första halvleken slutade mållöst. Men fem minuter in i andra skulle hemmapubliken få explodera. Joe Bryan fick bollen till vänster i straffområdet och dundrade in 1-0 mot det bortre krysset. Ett mycket vackert mål som gav hemmalaget ledningen.
Det skulle dock inte dröja länge innan United kvitterade. På en frispark klev Zlatan Ibrahimovic fram och tryckte in 1-0 med en studsande boll som gick genom muren.
Det blev 68:e minuter för Zlatan i comebacken från start. Svensken byttes sedan ut mot Henrikh Mkhitaryan.
I den 74:e minuten kom en annan svensk in på planen när Niclas Eliasson byttes in för hemmalaget.
Matchen såg ut att sluta oavgjort. Men i den sista tilläggsminuten satte Korey Smith 2-1 och skickade ut United ur ligacupen.
Bristol firade vilt tillsammans med supportrarna som tog sig in på planen. United var det fjärde Premier League-laget Bristol slog ut efter Crystal Palace, Stoke och Watford. Övriga lag i semifinal är Manchester City, Arsenal och Chelsea - som slog Bournemouth under onsdagskvällen efter Alvaro Moratas sena avgörande.
Manchester Evening News gav båda svenskarna en sexa i betyg efter Uniteds tunga kväll.
United-managern José Mourinho var besviken efter förlusten, som han tyckte var orättvis:
- Jag tycker inte att vi förtjänade att förlora, men vi förlorade för att motståndaren hade tur. Jag tycker att de gjorde mål när ingen förväntade sig att de skulle göra mål, de gjorde mål när vi var det starkaste laget. Vi är laget med möjligheterna, vi är laget med kraft i benen - även att gå starkt in i en förlängning - och de gör mål när vi inte har tid att reagera, säger Mourinho enligt Uniteds hemsida.
Lagens startelvor:
Bristol: Steele - Wright, Flint, Baker, Magnusson - Brownhill, Smith, Pack, Bryan - Paterson, Reid.
Man United: Romero - Darmian, Lindelöf, Rojo, Blind, Shaw - McTominay, Pogba - Rashford, Martial - Ibrahimovic.