西瓜施肥技術關系到西瓜的產量問題。據統計，每生產1000公斤西瓜，需吸收氮1.94公斤、五氧化二磷0.39公斤、氧化鉀1.98公斤。
西瓜施肥技術之基肥的施用。在土質貧瘠的山坡丘陵地區，應將腐熟的有機肥施入定植行內或穴內。黏土要重施基肥。沙壤土基肥宜集中穴施。每畝施有機肥3000～5000公斤，分兩次施用，1/3鋪施，其余集中施入播種畦或瓜溝中，并配施過磷酸鈣20～40公斤、餅肥70～100公斤、尿素40～50公斤、草木灰50～80公斤或硫酸鉀3～4公斤。西瓜是忌氯作物，不要施用氯化鉀。春大棚基肥，每畝施腐熟有機肥1000公斤、餅肥90～120公斤、復合肥30公斤、尿素10公斤，或施餅肥150～200公斤、硫酸銨15～20公斤、硫酸鉀10～12公斤。以定植行為中心開溝集中施入。
如果是在春季大棚中種植西瓜，則西瓜施肥技術要求：從定植到伸蔓前，一般不追肥，若底肥不足，可每畝每次用稀薄的腐熟糞肥150～300公斤輕澆2～3次，結合松土進行，如果覆蓋地膜或連續陰雨天，可在根際處挖洞，每畝撒1公斤尿素或硫酸銨。當植株具5片真葉后開始伸蔓，根據氣候條件及植株長勢，在距根部約50厘米處開溝施肥或挖洞穴施，每畝用餅肥40～60公斤，或腐熟的雞、鴨糞400～800公斤。若用腐熟的土雜肥，應增加三元復合肥10～15公斤。多數植株坐果，幼果有雞蛋大小時重施結果肥，在距根一側約40厘米左右開溝或挖洞施餅肥40～60公斤，或硫酸銨10～15公斤、硫酸鉀5公斤。應根據長勢靈活掌握，可分次施入。
在露地栽培西瓜，西瓜施肥需符合以下條件：當西瓜開始伸蔓時，每畝施入餅肥75～100公斤，或干糞500～750公斤，同時加入3～5公斤尿素，距根部15～20厘米溝施或穴施，施肥深度以10～15厘米為宜，早熟品種或長勢較弱的品種，追肥期應適當提前。幼瓜坐穩后，每畝施入復合肥20～25公斤或尿素10～15公斤，硫酸鉀10公斤，穴施或溶化后隨水沖施。在果實數量確定后，可施氮磷復合肥10公斤、鉀肥10公斤，有利于提高西瓜品質。二次瓜坐住后，追施氮磷復合肥15公斤。
西瓜施肥技術不僅可以地施，也可施用葉面肥，使用葉面肥做追肥使用。常用肥料有0.2%～0.3%的磷酸二氫鉀、0.4%～0.5%的硫酸鉀、0.4%～0.5%的過磷酸鈣、0.3%～0.5%的尿素或硫酸銨溶液等。