芝麻一生所需的養分，單靠底肥是不能滿足的，還要注意芝麻追肥，特別是中、后期開花結蒴吸肥高峰的需要。根據芝麻的需肥規律，芝麻追肥的原則是：苗肥旱施，花前重施，花期補施。追肥應以氮肥為主，磷、鉀肥為輔。
一、芝麻苗期追肥
苗肥的作用是促根壯苗，一般在定苗以后，每公頃用氮肥尿素37.5-52.5千克或人畜糞水22500-30000千克追施。如果土壤肥沃，底肥充足，幼苗長勢健壯，苗肥可少施或不施，如果土壤瘦、底肥差或晚播的夏芝麻，幼苗長勢瘦弱，此次追肥要早施多施。
二、芝麻花期追肥
此次芝麻花期追肥可根據情況分一次或兩次施用。如果土壤保肥供肥性好，可在初花期一次追施；反之，可在現蕾初花期多施，開花結蒴階段補施。這次追肥宜早不宜遲，遲不宜超過盛花期。
花期施肥量一般每公頃用尿素75-105千克對人畜糞水30000-37500千克，結合中耕、培土集中條施或穴施。缺鉀土壤還可在初花期撒施草木灰750千克左右，增產效果也很好。
此外，在芝麻始花至盛花階段噴施磷、鉀肥，能增蒴、增粒重，提高含油量。一般每公頃用0.2%的磷酸二氫鉀溶液750-1125千克葉面噴施，隔5-7天噴1次，連噴2次。