芝麻一生所需的养分，单靠底肥是不能满足的，特别是中、后期开花结蒴吸肥高峰的需要。根据芝麻的需肥规律，追肥的原则是：苗肥旱施，花前重施，花期补施。追肥应以氮肥为主，磷、钾肥为辅。
一、苗期追肥
苗肥的作用是促根壮苗，一般在定苗以后，每公顷用速效氮肥尿素37.5~52.5千克或人畜粪水22500~30000千克追施。如果土壤肥沃，底肥充足，幼苗长势健壮，苗肥可少施或不施，如果土壤瘦、底肥差或晚播的夏芝麻，幼苗长势瘦弱，此次追肥要早施多施。
二、花期追肥
此次追肥可根据情况分一次或两次施用。如果土壤保肥供肥性好，可在初花期一次追施；反之，可在现蕾初花期多施，开花结蒴阶段补施。这次追肥宜早不宜迟，最迟不宜超过盛花期。
花期施肥量一般每公顷用尿素75~105千克对人畜粪水30000~37500千克，结合中耕、培土集中条施或穴施。缺钾土壤还可在初花期撒施草木灰750千克左右，增产效果也很好。
此外，在芝麻始花至盛花阶段喷施磷、钾肥，能增蒴、增粒重，提高含油量。一般每公顷用0.2%的磷酸二氢钾溶液750~1125千克叶面喷施，隔5~7天喷1次，连喷2次。