在芝麻進入到開花結蒴階段后，其生長是一生中為迅速的，此階段營養生長與生長發育一起進行，并且也是需求肥料多的時期，此階段所吸收的營養元素占一整個生育期間的七十到八十。根據實踐表明，追施花肥可以提高產量達三十以上。花肥主要是以施用化肥較為方便，也可以施用充分腐熟的餅肥、糞肥及廄肥等。在條播時應該在作物行中間開溝條施或是點施，施入大約10厘米左右土壤層中，以方便植株根系的吸收，施用后進行覆土，將田間雜草干凈。在撒播的情況下，除了施用充分腐熟的餅肥或是顆粒狀尿素可以摻土撒施，隨即中耕松土掩肥之外，其它類型的化肥都應該開穴點施，禁忌撒施，以避免肥料粘附到芝麻葉片茸毛上，造成燒苗。在天氣干燥時，施用后進行灌水，才可以充分發揮肥效。通常是每畝使用尿素5千克到8千克。
除此之外，在芝麻始花至盛花期，還應該給葉面噴肥。芝麻的莖桿直立，葉片較為寬闊，莖、葉、花上密生茸毛，接收及附著肥液能力比較強，給葉面噴施肥料的成本低、效果高、水肥同時補充效果好，噴肥還可以結合防治病蟲。根據試驗表明，在芝麻花期噴灑兩次磷酸二氫鉀溶液，千粒重平均可以提高0.09克，增產率達到十九。噴施二次也就是在初花期噴灑1次，每間隔5到7天之后噴施第二次，通常每畝使用磷酸二氫鉀200克到250克，添加清水50千克到62.5千克稀釋之后噴灑在葉片的正反面，選在陰天或是晴天的傍晚進行，防止在噴肥時受到高溫以及干熱風的干擾，降低營養液體水分的蒸發率，這樣作物葉片對營養元素的吸收更加有利。