芝麻施用花肥可促進芝麻高產，而芝麻進入開花結蒴期時生長迅速，此時營養生長和生長生長同時并進，也是需肥高峰期，吸收的營養物質占整個生育期間的70%-80%，這個時候芝麻施用花肥效果。
實踐證明，芝麻追施花肥可增產30%以上。花肥以施用化肥較為方便，也可施用腐熟的餅肥、糞肥、廄肥等。條播時應在行中間開溝條施或點施，施入10厘米左右土層中，以利根的吸收，施后覆土，田間雜草。在撒播情況下，除腐熟的餅肥或顆粒狀尿素可摻土撒施，隨即中耕松土掩肥外，其它各種化肥都應該開穴點施，切忌撒施，以防肥料粘附在芝麻葉片茸毛上，引起燒苗。天氣干旱時，施后灌水，才能充分發揮肥效。一般每畝用尿素5-8公斤。
另外，在芝麻始花到盛花期，還應葉面噴肥。芝麻莖桿直立，葉片寬闊，莖、葉、花上茸毛密生，接收和附著肥液能力較強，葉面噴肥成本低、工效高、水肥同補效果好，噴肥還可與防治病蟲相結合。據試驗，在花期噴施兩次磷酸二氫鉀溶液，千粒重平均增加0.09克，增產率為19%。噴施二次即在初花期噴施1次，隔5-7天后噴施第二次，一般每畝用磷酸二氫鉀200-250克，兌水50-62.5公斤稀釋后噴于葉片正反面，應選擇陰天或晴天傍晚進行，避免噴肥時受高溫和干熱風的干擾，減少營養液水分的蒸發，更有利于葉片對營養的吸收。