Jack Payne sköt mot målvakten Daniel Bentley för att sätta Southend före veteranen framåt Grant Holt borrade hem en utjämnare.
Joe Raffertys första mål för säsongen satte Dale framför och Jamie Allen gjorde det 3-1 med en långdistans enhet.
Joe Bunney lade till en fjärde för att flytta Rochdale till inom två punkter av spel-off platser.
Phil Brown's Southend glider ner till 12:e, fyra poäng på drift av de sex bästa.
Rochdale manager Keith Hill berättade för BBC Radio Manchester:
Mediauppspelning stöds inte på den här enheten
"Vi har nått den punkt av säkerhet när, 10 matcher sedan, vi tittade på att engagera sig i en nedflyttning kamp.
"Jag var riktigt nöjd med equalizern och sedan den andra halvan.
"Den andra hälften av föreställningen visade just vår avsikt."
Rochdale språnggrod Southend att klättra upp till åttonde plats i League One med en bekväm seger över Shrimpers.