Откапываю эту тему. Похожая проблема:
location ~ /location1 {
perl module_name::func;
index index.html;
root /var/www;
}
так перл отрабатывает.

А в такой ситуации почему-то до перла ничего не доходит:
location ~ /location2 {
perl module_name::func;
proxy_pass http://127.0.0.1:8000;
proxy_set_header X-Forwarded-For $remote_addr;
proxy_connect_timeout 600;
proxy_read_timeout 600;
proxy_send_timeout 600;
}