Lagen gick till halvtidsvila vid ställningen 1–1, efter mål av Marko Arnautovic och Alexander Sörloth.
Men efter pausen satte Österrike ner foten och drog ifrån rejält. Arnautovic blev tvåmålsskytt när han återigen skickade upp hemmalaget i ledning efter mål från straffpunkten.
Och i 71:a minuten gjorde Österrike sitt femte för kvällen när Michael Gregoritsch nickade in 5–1.
– Det som händer i andra halvlek är pinsamt. Vi tappar kontrollen totalt. Det var ganska jämnt i första halvlek men det är fruktansvärt hur vi faller ihop, säger mittfältaren Sander Berge enligt norska TV2.
Revansch efter tidigare mötet
En revansch för Österrike, som förlorade (1–2) i Norge i september. Inför söndagens match hade det norska landslaget plockat sju poäng på de inledande tre matcherna i Nations Leagues B-division.
Resultatet innebär att Österrike kliver upp på lika många poäng som Norge i gruppen
– Är det någon som måste ta på sig det här så är det jag. Vi måste stoppa blödningen efter 1–3. Det går alldeles för mycket fram och tillbaka, säger förbundskapten Ståle Solbakken, som enligt VG får frågan varför han är rätt man att leda Norge framåt:
– Det har jag svarat på tidigare. Jag har ett kontrakt, vi har fullt förtroende för varandra och vi jobbar hårt. Jag ser ingen anledning till att vi inte skulle ha det.