Liverpool och Jürgen Klopp ledde i paus med 1-0 efter mål av Virgil van Dijk.
Men Dortmund med amerikanen Christian Pulisic i spetsen vände och vann med 3-1 i International Champions Cup i Charlotte.
Därmed fick Dortmund revansch för förlusten i Eruopa League-kvartsfinalen 2016 mot Liverpool och deras förre tränare Jürgen Klopp.
– Två bra lag, en bra match, jag är glad att jag kunde hjälpa laget, säger Christian Pulisic i Viaplays sändning. Laget är i bra form, liksom jag.
Dansk talang målskytt
Den svenske talangen Alexander Isak kom in i paus men gjorde inget större avtryckl.
– Fantastiskt att vara här i dag, med en fantastisk atmosfär, synd att vi inte vann, säger Virgil van Dijk.
Pulisic gjorde ett av målen på straff, det andra via ett fint placeringsskott.
Dansken Jacob Bruun Larsen gjorde Dortmunds 3-1-mål på tilläggstid.