Returen plockades upp av Mark Stone som åter spelade upp pucken till Phaneuf som klippte till direkt från blålinjen. Pucken gick in till höger om en skymd Rask.
Det var första gången Dion Phaneuf avgjort en match i sudden.
Annars var det gästande Boston Bruins som hade initiativet efter två spelade perioder.
Den första akten var jämn och tät och slutade mållös efter 10-9 i skott på mål i gästernas favör.
I den andra perioden gick Bruins fram till 3-1.
Drew Stafford utnyttjade en skridskostuds från En Ottawa-back och gjorde 1-0 med ett snabbt handledsskott.
Clarke MacArthur utjämnade dryga minuten senare i powerplay, fint serverad av Bobby Ryan. Det var MacArthurs första mål på över två år för Senators. Han återkom i laguppställningen i början av april efter att fått två säsongen spolierade av hjärnskakningar.
Ottawa fick därefter chansen att spela i powerplay och tryckte rejält mot Bruins-kassen, men ett misstag av Senators-keepern Craig Anderson gjorde istället att Tim Schaller kunde sätta dit 2-1 för gästerna med en man mindre på banan.
Med 16:01 spelat av den tredje perioden utökade Patrice Bergeron till 3-1 med en styrning på David Pastrnaks skottpassning.
I den tredje perioden kämpade sig emellertid hemmalaget tillbaka in i matchen.
Chris Widerman reducerade fem minuter in i tredje till med ett handledsskott från blålinjen som letade sig in i mål genom trafiken framför Rask.
Kvitteringen för Senators gjordes av Derick Brassard som fick öppet mål efter att kapten Erik Karlsson bjudit på en rejäl sväng om i anfallszon och en helt öppnande passning.
I förlängningen kopplade Senators greppet direkt tack vare en sen utvisning i 3:e på Zdeno Chara som lyft pucken upp på läktarn. Ottawas segermål kom precis då gästerna dödat den utvisningen i övertidsspelt.
Matchserien står i och med Ottawas seger 1-1 och flyttar nu till Boston där match tre spelas på söndag.
