Sevilla, vinnare av turneringen 2014 och 2015, ledde tidigt genom Vitolo s närområde strejk.
Marlos utjämnade med en sammansatt finish från 18 meter innan Taras Stepanenko ledde den ukrainska sidan framför innan halvtid.
Men Kevin Gameiros sena straff gjorde spanjorerna oavgjorda.
Den franske angriparen visade inga tecken på nerver och förvandlade sig tryggt från platsen efter att Facundo Ferreyra befläckat Vitolo precis inne i området.
Resultatet lämnar Sevilla på kurs för en tredje på varandra följande Europa League framgång, med de två bort mål som gör dem fasta favoriter att gå vidare till finalen i Basel.
Inget lag har vunnit tre på varandra följande europeiska titlar sedan Bayern München uppnått bedriften för 40 år sedan, och om Unai Emerys sida framsteg från nästa torsdags andra ben i Spanien, bara Liverpool eller Villarreal står mellan dem och en bit av historien. Det första benet på slipsen slutade 1-0 till Villarreal.
Sevilla har inte vunnit hemifrån hela säsongen i La Liga och har lyckats bara en seger på sina resor i denna tävling, så en dragning i Lviv representerar en fin prestation.
Men deras hemform är utmärkt - de har vunnit 14 av 18 ligamatcher på deras Ramon Sanchez Pizjuan Stadium - vilket innebär att deras försök att bli det första laget att vinna Europa League tre gånger i rad fortfarande är mycket levande.
Holders Sevilla kom bakifrån för att tjäna en dragning mot Shakhtar Donetsk i första etappen av sin Europa League semifinal i Lviv.