Med poengtap onsdag ville den sjansen vært borte. I så fall slipper laget å måtte slå byrival City i FA-cupfinalen for å få spille i Europa også neste sesong.
Rasmus Højlunds 3-1-mål i det 84. minutt ble vinnermålet. Dansken scoret et par minutter etter å ha kommet inn for Amad Diallo.
Newcastle haddde da hatt flere store sjanser til utligning, og United ble berget av André Onana ved flere anledninger.
Diallo så lenge ut til å bli matchvinner. Han gjorde 2-1 på vakkert vis i det 52. minutt. Et hjørnespark fra Bruno Fernandes ble nikket ut, men Diallo slo til på direkten og fant et hull i en skog av spillere inne foran mål.
Kobbie Mainoo scoret det første ledermålet i det 31. minutt. Anthony Gordon utlignet for Newcastle tidlig i 2. omgang, og Lewis Hall scoret et trøstemål på overtid.
Newcastle har en sørgelig seriestatistikk på Old Trafford. Laget vant overbevisende der i ligacupen tidligere i sesongen, men bortsett fra en seier i 2013 har ikke laget tatt full pott i seriekamp borte ot Manchester United siden 1972.
Den rekken fortsatte, og statistikken siden seieren for 52 år siden er nå 1-10-28.
Les også: Chelsea har grepet om sjetteplassen etter seier borte mot Brighton
