在西瓜生长中期和后期，由于根系生长变慢和功能逐渐衰退，吸收营养能力也趋于减弱，这段时期为有效补充果实迅速生长发育所需的营养，通常采取追施叶面肥的方式加以补充。叶面追肥的种类主要是氮、磷、钾三要素，补氮可叶面喷施0.3%～0.5%的尿素溶液，补钾叶面喷施0.4%～0.5%的硫酸钾溶液，补磷叶面喷施0.4%～0.5%的过磷酸钙浸提液，也可用0.3%的磷酸二氢钾溶液。
叶面施肥的浓度在植株生育前期不宜高，尿素在苗期施用浓度不超过0.3%，中后期可适当提高，如尿素可喷0.5%溶液，但不宜再高，以免浓度过高造成肥害。在配制叶面肥溶液时，应选择溶解性好、含杂质较少的优质化肥，并在正式施用前先做小区试验，无异常问题后再大面积应用。叶面肥在与农药同时喷施时，需特别注意酸性肥料不能与碱性农药混用，碱性肥料也不能与酸性农药混用，以免酸碱反应降低药剂有效性或产生药害。此外，在晴天中午前后高温时应暂不进行叶面肥的喷施作业，避免由于水分蒸发快影响叶片吸收，并发生烧叶现象。