为了能满足中后期植株生长发育的需要，使芝麻花期生长旺盛，积累更多的光合产物，增加花蒴的数量，后期稳长不早衰，使籽粒充实饱满，必须进行追肥。芝麻追肥必须掌握追肥时期和方法。由于底施氮肥过多容易使幼苗旺长，形成高脚苗，因此一般只用部分氮肥作底肥。芝麻以开花结蒴期生长最迅速，此时营养生长和生长生长同时并进，吸收的营养物质占整个生育期间的7、8成
在苗势很差或幼苗大小相差较大时，可先少量追施提苗肥或偏施，以稀释腐熟的人粪尿或尿素效果好。条播时应在行中间开沟条施或点施，施入10厘米左右土层中，以利根的吸收，施后覆土，清除田间杂草。追肥以氮肥为主，磷、钾肥为辅。“芝麻苗碗口大”时正是花芽分化时期，这时追肥效应最好。天气干旱时，施后灌水，才能充分发挥肥效。关于追肥时期，群众有看苗施肥、狠抓花肥的说法。在撒播情况下，除腐熟的饼肥或颗粒状尿素可掺土撒施，随即中耕松土掩肥外，其它各种化肥都应该开穴点施，切忌撒施，如硫酸铵为粉末状，硝酸铵易潮解，都容易粘附在芝麻叶片茸毛上，引起烧苗。芝麻进入花期，侧根已开始大量形成，根系的吸收能力增强，植株的生长速度加快，对养分的需要量也显著增加，必须适时重施花肥，以化肥较为方便，也可施用腐熟的饼肥、粪肥、厩肥等