Jermaine Beckford tog ner bollen och fick iväg ett löst men välplacerat skott i 19:e minuten som Manchester Uniteds målvakt Tomasz Kuszczak inte nådde.
Leeds hade visserligen en frispark i kryssribban i 80:e minuten, men annars var Manchester Uniteds press i slutet av matchen kompakt. Wayne Rooney hade ett antal heta målchanser, bland annat i den fjärde övertidsminuten. Michael Owen hade en annan bra chans på övertid.
Alex Ferguson har aldrig åkt ur FA-cupen så här tidigt under sina år i Manchester United. Förlusten svider extra mycket för Sir Alex, som blev tränare i Manchester United 1986, och hela klubben eftersom Manchester United och Leeds är gamla fiender.
Sir Alex släppte visserligen fram några orutinerade spelare i startelvan, men det var knappast något B-lag. Däremot underpresterade vissa av stjärnspelarna, bland andra Demitar Berbatov.
-Det här hade jag inte förväntat mig. Jag är chockad, säger Sir Alex.
De stora hjältarna i Leeds, som inte hade vunnit på Old Trafford sedan 1981, är målskytten Beckford och lagets danske målvakt Casper Ankergren, som gjorde flera idioträddningar.
-Det är otroligt, ett fantastiskt resultat. Jag är oerhört stolt, säger Leeds lagkapten Richard Naylor.
Så spelas fjärde omgången:
Southampton – Ipswich
Reading/Liverpool – Burnley
Millwall/Derby – Brentford/Doncaster
Bristol City/Cardiff – Leicester
Stoke – Arsenal
Notts County/Forest Green – Wigan
Scunthorpe – Manchester City
West Bromwich – Plymouth/Newcastle
Everton – Nottingham/Birmingham
Accrington/Gillingham – Fulham
Bolton/Sheffield United – Queens Park Rangers
Portsmouth/Coventry – Sunderland
Preston – Chelsea
Aston Villa – Brighton
Wolverhampton – Crystal Palace
Tottenham – Leeds
Erik Aldaeus