El técnico del Leeds, Daniel Farke, ascendió al Norwich a la Premier League en dos ocasiones antes de ser destituido en 2021.
Farke, que priorizó la lucha por evitar el descenso, realizó nueve cambios y la decisión le salió bien frente a su antiguo club.
Buscando su primera presencia en la final desde 1973, el Leeds se adelantó en el minuto 32 en Elland Road.
Sean Longstaff marcó por primera vez desde septiembre con una definición precisa dentro del área.
Gabriel Gudmundsson anotó en el minuto 43, y Joel Piroe logró el tercer gol del Leeds en el 85.
El Arsenal, el Chelsea, el Manchester City y el Liverpool aseguraron su plaza en los cuartos de final el viernes y el sábado.