Gol penentu kemenangan Glenn Murray menyelamatkan Bournemouth dari rasa malu saat mereka selamat dari ketakutan di Birmingham.
Pemain pengganti mencetak gol saat waktu tersisa lima menit untuk memastikan kemenangan 2-1 dan mengirim The Cherries ke putaran keempat Piala FA.
Kunjungan terakhir mereka ke St Andrew's berakhir dengan kemenangan 8-0 dalam perjalanan menuju promosi ke Liga Premier Barclays, namun tidak pernah ada tanda-tanda skor terulang.
Penalti Lee Tomlin membatalkan gol pembuka Michael Morrison untuk tuan rumah dan tim tamu memanfaatkan keberuntungan mereka di babak kedua.
James Vaughan gagal mengeksekusi tendangan penalti untuk Birmingham dan tendangan Jacques Maghoma membentur tiang sebelum Murray memberikan keputusan terakhir.
The Cherries melakukan 11 perubahan dan memberikan debut kepada bek Jordan Lee, sementara mereka juga memasukkan Jordan Green ke bangku cadangan, yang bermain di rak supermarket dan bermain untuk Banbury musim panas lalu.
Birmingham sendiri melakukan tujuh perubahan dan memulai dengan cemerlang saat Andrew Shinnie meluncur dari jarak enam yard pada menit pertama dari umpan silang Viv Solomon-Otabor.
Shinnie adalah pengaruh awal terbesar tuan rumah, namun tim tamu mulai mengerahkan kendali meski memainkan string kedua mereka.
Sundulan enam yard Shaun MacDonald yang pertama membentur mistar gawang pada menit ke-20 sebelum Adam Legzdins menyelamatkan tindak lanjutnya.
Sang gelandang kemudian melepaskan tendangan melengkung melebar setelah tendangan rapi dari Tomlin dan Legzdins membelokkan tendangan Marc Pugh dari jarak 25 yard.
Ancaman Birmingham telah berkurang dengan Solomon-Otabor yang terbelenggu dan Vaughan, yang kembali untuk musim ini dengan status pinjaman dari Huddersfield, tidak disebutkan namanya.
Hanya ada sedikit tanda akan terjadinya gol pembuka, namun tuan rumah memimpin lima menit sebelum turun minum ketika Morrison menyundul tendangan bebas tepat David Cotterill.
Ini membuat Bournemouth gusar dan mereka menyamakan kedudukan empat menit kemudian melalui penalti Tomlin, yang membuat Blues geram.
Eunan O'Kane terjatuh karena tantangan Jonathan Grounds dan wasit Michael Jones memberikan tendangan penalti – meskipun mendapat protes keras – yang dicambuk oleh Tomlin di tengah untuk gol pertamanya untuk klub.
Namun Birmingham memiliki peluangnya sendiri dari titik penalti setelah pembukaan babak kedua yang tenang ketika Solomon-Otabor memberikan umpan kepada Maikel Kieftenbeld dan dia dijatuhkan oleh O'Kane pada menit ke-59.
Vaughan yang lahir di Birmingham, yang gagal mencetak gol dalam enam pertandingan selama masa pinjaman awalnya, mengambilnya, tetapi usahanya berhasil.
Sebelumnya MacDonald telah pindah ke Bournemouth, namun tim Cherries yang banyak melakukan perubahan kurang memiliki tempo dan kelancaran saat melawan tuan rumah mereka yang tangguh.
Birmingham semakin percaya diri, meski gagal mengeksekusi penalti, dan menyia-nyiakan pembukaan brilian dengan sisa waktu 15 menit.
Baily Cargill dirampok di area penalti oleh Maghoma, yang memotong ke dalam tetapi hanya bisa melepaskan tembakan melengkung yang membentur tiang dengan Adam Federici keluar dari posisinya.
Pantulan bola mengenai Shinnie dan kembali membentur tiang, namun gelandang tersebut sudah ditandai offside.
Ini merupakan sebuah kelepasan besar bagi The Cherries dan mereka mampu menyamakan kedudukan saat waktu tersisa lima menit.
Steve Cook diberi terlalu banyak waktu di sisi kanan untuk melakukan umpan silang dan Legzdins berhasil menyelamatkan sundulan O'Kane dan tindak lanjut Pugh, hanya untuk Murray memenangkannya dari jarak dekat.
Sang penjaga gawang tampak mengklaim bahwa ia menguasai bola dengan kedua tangannya, namun ia hampir dikalahkan lagi tiga menit kemudian ketika sundulan Matt Ritchie membentur tiang saat The Cherries berhasil melewatinya.
