Dortmund slutade femma i Bundesliga förra säsongen medan Bochum kvalade sig kvar.
När lagen drabbade samman på fredagen hamnade storlaget i brygga i den första halvleken.
Matus Bero tystade Westfallenstadion när han satte dit 1-0 i den 16:e minuten. Gästande Bochum kom även att utöka fem minuter därpå.
Dortmund-målvakten Gregor Kobel drällde med bollen och slog sedan en misslyckad passning rakt i gapet till Dani de Vit, som kunde placera in 2-0 i öppet mål.
Det var till och med nära 3-0. Myron Boadu brände ett friläge efter 31 minuters spel.
Precis före paus nickade Serhou Guirassy in ett reduceringsmål för Dortmund.
Ställningen i paus var 2-1.
En kvart in i den andra halvleken kvitterade Dortmund. Emre Can satte dit 2-2 från elva meter. Straffen föregick av att Serhou Guirassy blivit fälld av en Bochum-spelare.
Dortmund kom även att fullborda sin vändning. Med kvarten kvar gjorde Guirassy sitt andra mål i matchen och därmed var ställningen 3-2. Därefter gjorde Felix Nmecha även 4-2 för Dortmund, vilket blev matchens sista mål.
Dortmund är för närvarande tvåa i Bundesliga. Bochum ligger näst sist.