西瓜施肥技术关系到西瓜的产量问题。据统计，每生产1000公斤西瓜，需吸收氮1.94公斤、五氧化二磷0.39公斤、氧化钾1.98公斤。
西瓜施肥技术之基肥的施用。在土质贫瘠的山坡丘陵地区，应将腐熟的有机肥施入定植行内或穴内。黏土要重施基肥。沙壤土基肥宜集中穴施。每亩施有机肥3000～5000公斤，分两次施用，1/3铺施，其余集中施入播种畦或瓜沟中，并配施过磷酸钙20～40公斤、饼肥70～100公斤、尿素40～50公斤、草木灰50～80公斤或硫酸钾3～4公斤。西瓜是忌氯作物，不要施用氯化钾。春大棚基肥，每亩施腐熟有机肥1000公斤、饼肥90～120公斤、复合肥30公斤、尿素10公斤，或施饼肥150～200公斤、硫酸铵15～20公斤、硫酸钾10～12公斤。以定植行为中心开沟集中施入。
如果是在春季大棚中种植西瓜，则西瓜施肥技术要求：从定植到伸蔓前，一般不追肥，若底肥不足，可每亩每次用稀薄的腐熟粪肥150～300公斤轻浇2～3次，结合松土进行，如果覆盖地膜或连续阴雨天，可在根际处挖洞，每亩撒1公斤尿素或硫酸铵。当植株具5片真叶后开始伸蔓，根据气候条件及植株长势，在距根部约50厘米处开沟施肥或挖洞穴施，每亩用饼肥40～60公斤，或腐熟的鸡、鸭粪400～800公斤。若用腐熟的土杂肥，应增加三元复合肥10～15公斤。多数植株坐果，幼果有鸡蛋大小时重施结果肥，在距根一侧约40厘米左右开沟或挖洞施饼肥40～60公斤，或硫酸铵10～15公斤、硫酸钾5公斤。应根据长势灵活掌握，可分次施入。
在露地栽培西瓜，西瓜施肥需符合以下条件：当西瓜开始伸蔓时，每亩施入饼肥75～100公斤，或干粪500～750公斤，同时加入3～5公斤尿素，距根部15～20厘米沟施或穴施，施肥深度以10～15厘米为宜，早熟品种或长势较弱的品种，追肥期应适当提前。幼瓜坐稳后，每亩施入复合肥20～25公斤或尿素10～15公斤，硫酸钾10公斤，穴施或溶化后随水冲施。在果实数量确定后，可施氮磷复合肥10公斤、钾肥10公斤，有利于提高西瓜品质。二次瓜坐住后，追施氮磷复合肥15公斤。
西瓜施肥技术不仅可以地施，也可施用叶面肥，使用叶面肥做追肥使用。常用肥料有0.2%～0.3%的磷酸二氢钾、0.4%～0.5%的硫酸钾、0.4%～0.5%的过磷酸钙、0.3%～0.5%的尿素或硫酸铵溶液等。