Bos Gary O’Neil menegaskan Wolves harus mempertahankan fokus mereka setelah memesan derby Black Country Piala FA melawan West Brom.
Penalti Matheus Cunha mengalahkan Brentford 3-2 setelah perpanjangan waktu pada hari Selasa dan mengirim Wolves ke babak keempat.
Nelson Semedo dan Nathan Fraser dua kali membalas tuan rumah setelah gol dari Nathan Collins dan Neal Maupay dalam tayangan ulang yang menghibur.
Wolves sekarang akan bertandang ke The Hawthorns pada 28 Januari untuk derby Black Country pertama dalam tiga tahun – dan yang pertama dengan kehadiran penggemar sejak 2012.
“Segera setelah kami pergi, saya memikirkan tentang Brighton (di Liga Premier). Saya paham fans akan bersemangat, ini akan menjadi atmosfer yang besar, sudah lama tidak dimainkan dengan fans,” kata O’Neil.
“Saya tidak sabar untuk memimpin tim di sana dan melihat apakah kami bisa maju lagi. Ada pertandingan Liga Premier yang akan datang dan saya memiliki kelompok yang sangat lelah untuk melakukan beberapa pekerjaan sebelum kami pergi ke Brighton.
Para pemain telah bekerja sangat keras dalam dua pertandingan tersebut. Kami sudah bicara tentang menganggap serius Piala FA, kami bermain dengan 10 pemain di Brentford dan malam ini terasa sedikit canggung bagi kami.
Collins, yang bergabung dengan Brentford dari Wolves dengan nilai transfer £23 juta pada musim panas, membuka skor pada menit ke-13 ketika ia memasukkan bola setelah tembakan Kristoffer Ajer berhasil diselamatkan.
Semedo dan Pablo Sarabia nyaris mencetak gol sebelum Semedo menyamakan kedudukan pada menit ke-36 ketika ia memasukkan bola setelah Thomas Strakosha menyelamatkan sundulan awalnya.
Brentford bangkit kembali, dan Maupay mengembalikan keunggulan mereka enam menit memasuki babak kedua setelah VAR memeriksa offside.
Namun Wolves kembali menyamakan kedudukan saat waktu tersisa 17 menit, Fraser melakukan tendangan sudut tiga menit setelah masuk.
Ini mengatur perpanjangan waktu dan tembakan Shandon Baptiste dibelokkan ke tiang oleh Jose Sa sebelum Cunha memenangkannya di masa tambahan waktu babak pertama ketika Pedro Neto tersandung di dalam kotak.
Brentford sekarang akan memiliki Ivan Toney yang tersedia ketika skorsing delapan bulannya karena pelanggaran taruhan berakhir pada hari Rabu.
Bos Thomas Frank berkata: “Ini sangat besar, tidak diragukan lagi. Ini seperti merekrut striker Premier League yang bisa mencetak 20 gol karena dia sudah membuktikannya.
“Setiap tim akan dengan senang hati mendatangkan pemain berkualitas seperti dia. Ivan adalah pemain top tapi dia juga sangat pandai membuat seluruh tim menjadi lebih baik.
“Malam ini kami melakukan banyak hal dengan benar. Babak pertama berjalan agak langsung dari pihak kami. Saya sangat senang dengan babak kedua dan perpanjangan waktu. Secara umum kami berusaha keras dalam permainan dan kami bisa saja menang.
Ben (Mee) dengan jelas menendang bola ke kaki Neto. Sulit untuk melakukan panggilan tetapi sayangnya saya tidak dapat mengubahnya.”