Halvtidsvilan var sekunder borta när portugisen Fernandes med känsla, teknisk finess och utsökt precision lyfte bollen över en överraskad Olsen.
Med tanke på att Edinson Cavani innan dess gjort 1–0 för tabelltvåan Manchester United talade inte mycket för Olsen och hans medspelare, men kort efter pausen blixtrade Everton till.
Dominic Calvert-Lewin tog sig förbi Harry Maguire, David de Gea släppte skottet rakt ut till Abdoulaye Doucouré som stötte in reduceringen.
Bara tre minuter senare serverade Doucouré James Rodríguez som tryckte in 2–2. Där fungerade inte samarbetet mellan Maguire och Victor Nilsson Lindelöf.
Olsen, som spelade sin fjärde ligamatch från start, kunde lägga bakom sig att han inte var helt på tå vid Fernandes lobb.
Men det skulle bli värre. Olsen halkade och nådde inte Scott McTominays 3–2-nick på Luke Shaws frispark. Ett rejält misstag och Olsen skakade på huvudet av besvikelse.
Med sekunder kvar av tilläggstiden kvitterade Calvert-Lewin och Olsen slapp bli syndabock.
Krafth vinnare med Newcastle
Två ting kännetecknar Southampton just nu. Det är målgaranti när klubben lirar i Premier League. Och förlusterna radar upp sig. Newcastle vann med 3–2.
0–9-förlusten mot Manchester United på Old Trafford i veckan tangerade rekordet för största förlust sedan Premier League drogs igång hösten 1992.
Trist för alla Southamptons fans: Klubben har drabbats av siffrorna två gånger.
Den här gången stannade läckaget bakåt vid tre mål – men två producerades i alla fall framåt.
Joe Willock, lånet från Arsenal, tryckte in sitt första mål för Newcastle och Miguel Almiron såg till att hemmalaget hade 3–1 i halvtid.
Men James Ward-Prowses reducering på frispark och Jeff Hendricks utvisning med 40 minuter kvar gav matchen ny nerv.
Danny Ings prickade stolpen, så nära var Southampton en poäng, men i stället väntade den femte raka förlusten i ligaspelet.
Den sista kvarten spelade Newcastle bara med åtta utespelare sedan Fabian Schär skadats och alla byten var gjorda.
Emil Krafth, den svenske landslagsförsvararen, kom in redan i den 24:e minuten och bidrog med sitt starka defensiva arbete till 3–2-segern.
Ny förlust för Arsenal
Den andra resan på några dagar till Midlands gav lika lite som den första för Arsenal.
Wolverhampton bröt tidigare i veckan klubbens sju matcher långa svit utan förlust i Premier League-fotbollen.
I det händelserika mötet fick både David Luiz och Bernd Leno röda kort med avstängningar som följd.
Aston Villa delade ut nästa smäll mot ett Arsenal som inte hunnit slicka såren. Redan efter två minuter kom segermålet, inskickat av Ollie Watkins.
– Vi har spelat rätt bra, men inte fått resultaten med oss. Det fick vi nu, säger Watkins till Viaplay.
Kryss på Turf Moor
Burnley och Brighton har en del gemensamt. Båda kämpar i botten, båda har slagit Liverpool på Anfield den senaste tiden.
Bra form, alltså. I synnerhet i Brightons fall. På Turf Moor tog lagen ut varandra. Lewis Dunks ledningsmål för Brighton kvitterades Johann Gudmundsson.
Svenske anfallaren Joel Mumbongo satt hela matchen på Burnleys bänk.
Även Londonderbyt Fulham–West Ham slutade oavgjort, 0– 0. Domaren Mike Dean, som visade ut två av Southamptons spelare i veckan, hittade en ny ytterst omdiskuterad utvisning med hjälp av VAR.
Tomas Soucek fick rött när han råkade träffa Aleksandar Mitrovic med en armbåge.