Les Mancuniens sont tombés pour la deuxième fois consécutive au Falmer-Amex Stadium de Brighton.
Ils y étaient battus en mai dernier sur le score de 1-0.
Dominés dès la première période, les coéquipiers de Paul Pogba n'ont pourtant pas manqué d'occasions de buts.
Brighton a ouvert le score dès la 25e minute grâce à un but de Glenn Murray. Deux minutes plus tard, à la 27e minute, Shane Duffy a doublé la mise à l'occasion d'un corner.
L'attaquant Lukaku a marqué à la 34e minute. Le 3e but de Brighton sera marqué sur penalty à la 42e minute par Pascal Groos.
Les rentrées de Jesse Lingard et de Marcus Rashford après la mi-temps n'ont pas permis à Manchester United de renverser la tendance.
Paul Pogba a inscrit son deuxième but de la saison sur penalty dans les dernières secondes de la partie.