Charlton hade krossat Rovers 5-1 på Memorial Stadium i november och de var övertygande segrare igen, även om de var tvungna att göra det på det svåra sättet efter ett misstag av Patrick Bauer begåvade Rovers en 12: e minut ledning.
Addicks försvarare halkade medan försöker en back pass, gör Jermaine påsk att brista klart på mål och runda Dillon Phillips innan slotting i ett tomt nät.
Magennis frikick träffade crossbaren, medan Adam Chicksens kors tipsades bakom av Will Puddy via träarbete som Charlton sökte en equalizer innan pausen.
Parity återställdes fyra minuter före mellantiden med Magennis på väg hem från Joe Aribos frikick.
Och duon kombinerades under nästan identiska omständigheter fem minuter in i den andra halvan, en omärkt Magennis igen med hjälp av sitt huvud för att konvertera från Aribos set-pipe leverans.
Aribo vände leverantören igen strax efter timmen, spelar en låg boll över ansiktet av mål som sveptes in från nära håll av Jorge Teixeira för att göra det 3-1.
Magennis avslutade sin treble efter 73 minuter, låser på Andrew Crofts pass och sedan skjuta en vinklad skott bortom Puddy i någon stil.
Rapport från Pressföreningen.
Matchändar, Charlton Athletic 4, Bristol Rovers 1.
Andra halvlek, Charlton Athletic 4, Bristol Rovers 1.
Försök missade. Matty Taylor (Bristol Rovers) huvudet från mitten av lådan är nära, men missar till vänster.
Foul av Morgan Fox (Charlton Athletic).
Lee Brown (Bristol Rovers) vinner en frispark i anfallshalvan.
Jorge Teixeira (Charlton Athletic) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Foul av Matty Taylor (Bristol Rovers).
Försöket räddades. Ellis Harrison (Bristol Rovers) huvud från mitten av lådan sparas i toppen av målet.
Foul av Fredrik Ulvestad (Charlton Athletic).
Lee Mansell (Bristol Rovers) vinner en frispark i anfallshalvan.
Ersättning, Charlton Athletic. Nicky Ajose ersätter Chris Solly.
Ersättning, Charlton Athletic. Kevin Foley ersätter Ezri Konsa Ngoyo.
Försök missade. Josh Magennis (Charlton Athletic) rubrik från en svår vinkel till vänster är nära, men missar till vänster.
Försöket räddades. Peter Hartley (Bristol Rovers) höger fotade skott från mitten av lådan sparas i toppen av målet.
Chris Solly (Charlton Athletic) visas det gula kortet för en dålig foul.
Matty Taylor (Bristol Rovers) vinner en frispark i defensiva halvan.
Foul av Chris Solly (Charlton Athletic).
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Peter Hartley.
Adam Chicksen (Charlton Athletic) vinner en frispark på högerkanten.
Foul av Lee Mansell (Bristol Rovers).
Ersättning, Charlton Athletic. Fredrik Ulvestad ersätter Joe Aribo.
Försök missade. Matty Taylor (Bristol Rovers) vänster fotade skott utanför lådan missar till höger.
Adam Chicksen (Charlton Athletic) visas det gula kortet.
Foul av Adam Chicksen (Charlton Athletic).
Stuart Sinclair (Bristol Rovers) vinner en frispark i defensiva halvan.
Mål!  Charlton Athletic 4, Bristol Rovers 1. Josh Magennis (Charlton Athletic) höger fotade skott från mitten av lådan till övre högra hörnet. Hjälpt av Jorge Teixeira.
Hörnet, Bristol Rovers. Förföljd av Patrick Bauer.
Försöket räddades. Liam Lawrence (Bristol Rovers) höger fotade skott från mitten av lådan sparas i toppen av målet.
Foul av Josh Magennis (Charlton Athletic).
Tom Lockyer (Bristol Rovers) vinner en frispark på vänsterflygeln.
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Stuart Sinclair.
Byron Moore (Bristol Rovers) visas det gula kortet.
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Peter Hartley.
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Tom Lockyer.
Ersättning, Bristol Rovers. James Clarke ersätter Daniel Leadbitter på grund av en skada.
Hörnet, Charlton Athletic. Förföljd av Liam Lawrence.
Ezri Konsa Ngoyo (Charlton Athletic) vinner en frispark i den defensiva halvan.
Foul av Liam Lawrence (Bristol Rovers).
Mål!  Charlton Athletic 3, Bristol Rovers 1. Jorge Teixeira (Charlton Athletic) vänster fotade skott från mycket nära håll till mitten av målet. Hjälpt av Joe Aribo efter en viss situation.
Försening över. De är redo att fortsätta.
Josh Magennis slog en hatt-trick som Charlton kom bakifrån för att borsta bort Bristol Rovers i The Valley.