Wrexham, sous les yeux des acteurs Ryan Reynolds et Rob McElhenney au Racecourse Ground, a ouvert le score grâce à Sam Smith. Mais les visiteurs ont égalisé juste avant la pause sur un but contre son camp.
Dans une seconde période haletante, Callum Doyle a redonné l’avantage à l’équipe galloise à la 78e minute, avant que Josh Acheampong n’égalise quatre minutes plus tard.
La rencontre a basculé lorsque George Dobson a été expulsé dans le temps additionnel. Alejandro Garnacho a marqué d’une reprise de volée lors de la première période de prolongation, puis Joao Pedro a inscrit un dernier but pour embellir le score.
L’entraîneur de Chelsea, Liam Rosenior, qui jongle entre Premier League et Ligue des champions, a effectué neuf changements dans son onze de départ face au club de Championship.
Wrexham, en pleine forme et qui avait éliminé Nottingham Forest, club de Premier League, plus tôt dans la compétition, a pris l’avantage à la 18e minute grâce à une longue passe de Doyle pour Smith.
Le premier contrôle de Smith était superbe, il a pris de vitesse Tosin Adarabioyo avant de conclure avec sang-froid face à Robert Sanchez.
Chelsea a dominé la possession mais a peiné à créer des occasions face à l’équipe bien organisée de Phil Parkinson, qui vise une quatrième promotion consécutive – cette fois vers la Premier League.
Mais Wrexham a connu une vraie désillusion cinq minutes avant la pause, lorsque le ballon a fini dans les filets après avoir rebondi sur le dos du gardien Arthur Okonkwo, pour un but contre son camp.
Wrexham a repris la seconde période sur le même rythme, mettant la défense de Chelsea sous une énorme pression, porté par un public passionné.
Rosenior a fait entrer l’attaquant Marc Guiu à la place du défenseur Mamadou Sarr juste avant l’heure de jeu, puis Marc Cucurella et Dario Essugo quelques minutes plus tard.
Wrexham a continué à rendre la vie difficile aux champions du monde des clubs et a repris l’avantage grâce à une déviation instinctive de Doyle, qui a repris le tir de Josh Windass à la 78e minute.
Mais quelques minutes plus tard, Chelsea a de nouveau égalisé, Acheampong trouvant la lucarne.
Windass a eu une occasion en or de donner l’avantage à Wrexham pour la troisième fois, mais sa tête est passée à côté alors que Sanchez était battu. De l’autre côté, Pedro Neto a touché la barre.
La dynamique du match a changé lorsque Dobson a été expulsé dans le temps additionnel par l’arbitre Peter Bankes après consultation du VAR.
Cela a rendu la tâche de Wrexham bien plus difficile, et elle s’est encore compliquée lorsque le centre d’Essugo a été repris avec précision par Garnacho à la sixième minute de la prolongation.
Incroyablement, Wrexham a encore trouvé le chemin des filets après une tête de Kieffer Moore reprise par Lewis Brunt, mais le but a été annulé pour hors-jeu par le VAR.
Lewis O’Brien a frôlé le cadre alors que l’équipe de Parkinson a finalement manqué d’opportunités, le remplaçant Pedro inscrivant le quatrième but pour Chelsea.
Chelsea va désormais se concentrer sur son huitième de finale de Ligue des champions face au PSG en milieu de semaine, tandis que Wrexham poursuivra sa quête pour rejoindre la Premier League.