西瓜生长期较长，需肥量较大。整个生育期内，吸钾量最多，氮次之，磷最少。总的需肥特点是：西瓜幼苗期吸收养分较少，氮、磷、钾的吸收量仅占总吸收量的0.6%；西瓜伸蔓期生长速度加快，生长量增加，约占总吸收量的14.6%；西瓜结瓜期生长量最大，吸收量约占84.8%。
据试验，每生产1000千克西瓜果实，需纯氮2.5~3.2千克、五氧化二磷0.8~1.2千克、氧化钾2.9~3.6千克，三要素的比例约为3：1：4。西瓜不同时期植株对三要素吸收的比例也不相同，在幼苗至开花期，植株吸收氮最多，其次是钾；在西瓜结瓜期，植株吸收钾最多，氮次之。因此，开花结瓜前应以氮肥为主，结瓜期注意磷钾肥的施用，可增加产量，改善品质。另外，西瓜对硼、锌、钼等微量元素的反应较敏感，对钙、铁、铜也有一定要求。