Gestirnir í Leverkusen tóku forystuna strax á tíundu mínútu þegar Manuel Akanji varð fyrir því óláni að setja boltann í sitt eigið net.
Staðan var þó aftur orðin jöfn aðeins sex mínútum síðar þegar Jeremie Frimpong setti boltann í sitt eigið net á hinum enda vallarins.
Florian Wirtz kom gestunum yfir á nýjan leik með marki á 20. mínútu áður en Robert Andrich sá til þess að staðan var 3-1 þegar flautað var til hálfleiks.
Jonathan Tah breytti stöðunni í 4-1 snemma í síðari hálfleik og á 87. mínútu gerði Moussa Diaby algjörlega út um leikinn þegar hann skoraði fimmta mark gestanna.
Steffen Tigges klóraði í bakkann fyrir Dortmund á lokamínútu leiksins, en skaðinn var skeður og niðurstaðan varð 5-2 sigur Leverkusen.
Leverkusen situr nú í þriðja sæti þýsku deildarinnar með 38 stig eftir 21 leik, fimm stigum minna en Dortmund sem situr í öðru sæti. Úrslit dagsins þýða það að vonir Dortmund um að ná toppliði Bayern München fara minnkanndi, en þýsku meistararnir hafa níu stiga forskot á toppnum.