Lionel Messi (9) anotó el primer gol tras un pase de Carlos Tevez que tuvo también participación en el segundo tanto, convertido por Gonzalo Higuaín tres minutos más tarde.
Carlos Tevez (34) sumó el tercer tanto argentino al aprovechar un grosero error del arquero José Manuel Reina, que resbaló al querer parar el balón con sus pies.
Para España descontó a los 83 minutos Fernando Llorente, que había ingresado por David Villa en el segundo tiempo.
Pero en el minuto noventa Sergio Aguero de cabeza marcó el cuarto tanto de la goleada argentina.
El partido se jugó en una tarde con clima primaveral en la capital argentina y en un estadio colmado con 50.000 espectadores.
El combinado argentino, dirigido por Sergio Batista, había derrotado 1-0 a Irlanda en Dublin el mes pasado, en el primer partido amistoso tras la salida de Diego Maradona luego del fracaso en el Mundial, donde Argentina fue eliminada en cuartos de final por Alemania, que la goleó 4-0.
España, campeón europeo y mundial, venía de golear por 4-0 a Liechtenstein el fin de semana en el arranque de la eliminatoria para la Eurocopa-2012.