Det var i den 35:e minuten som Robin Olsen ersatte förstemålvakten Martinez, som hade fått en smäll mot huvudet.
Men efter en räddning med en fin fotparad inledningsvis, kom första kallduschen för Olsen och Aston Villa när Newcastle satte 1-0 på straff innan halvtid.
I andra fortsatte uppförsbacken när Newcastle, fortsatt utan skadade Alexander Isak, nätade ytterligare tre gånger.
Tottenham tog trepoängare borta
Aston Villa har varit inne i tung period och sparkade tränaren Steven Gerrard förra veckan efter blott elva månader på posten.
Ny tränare är sedan några dagar tillbaka Unai Emery.
För Tottenham blev det en 3-2-seger mot Bournemouth borta, som tar upp Londonlaget till en just nu tredjeplats i tabellen. Där saknas fortsatt Dejan Kulusevski, som varit borta från spel sedan 4 oktober.
