Arteta dijo que su equipo llegó con grandes esperanzas de remontar el 2-0 adverso de la ida, pero después de que Martin Odegaard desperdiciara una magnífica ocasión en los primeros compases, se desvaneció.
Menos de dos minutos después del fallo de Odegaard, Jacob Murphy dejó al Arsenal con una montaña que escalar al convertir un rebote después de que el disparo de Alexander Isak se estrellara en el poste.
"Para creer que podíamos darle la vuelta a la tortilla, necesitábamos generar impulso, sobre todo en la primera parte", declaró Arteta a la prensa.
"Luego tuvimos el momento, dos grandes momentos. Con Martin, no lo aprovechamos; en la siguiente acción, ellos marcaron el gol y, obviamente, el partido cambió".
"Luego, hay que mantener la calma, marcar un gol lo antes posible. No lo conseguimos en la primera parte, aunque tuvimos otra gran ocasión. En la segunda parte empezamos a pasar apuros y el partido se nos fue de las manos".
El Arsenal se vio desconcertado desde el principio por el juego de presión de alta intensidad del Newcastle, con los defensas Gabriel y William Saliba inusualmente asustados bajo presión.
"Es cierto que hoy hemos estado un poco más inquietos, sobre todo cuando el juego se volvió más caótico o cuando ellos fueron muy directos con su juego", dijo Arteta.
"Normalmente somos mucho más serenos, hoy nos ha faltado un poco de eso y se nos ha ido el partido".
El Arsenal ya está fuera de la Copa de Inglaterra, por lo que aprovechará un fin de semana en blanco para viajar a Dubai y realizar un entrenamiento en clima cálido, que Arteta espera que le sirva de tónico para los últimos meses de la carrera por el título de la Premier League.
"En primer lugar, creo que esto va a ser doloroso y, mientras estemos en Dubai, vamos a recargar las pilas y luego nos iremos otra vez, porque todavía nos jugamos mucho", declaró Arteta.
Cruzará los dedos para que Gabriel Martinelli, que salió cojeando en la primera parte por una lesión en los isquiotibiales, no sufra una lesión demasiado grave.
El Arsenal ya no cuenta con Gabriel Jesus ni Bukayo Saka, y no ha podido fichar a ningún delantero en el mercado de fichajes.
"Sintió algo, creo que fueron los isquiotibiales y no se sentía cómodo para continuar, así que tendremos que hacer una resonancia magnética mañana para ver el alcance de la lesión", dijo Arteta.