马铃薯是喜肥作物，尤喜有机肥。因为有机肥既可以提供全面的营养，又可以改善土壤物理结构。另外，马铃薯生育期短，种植地区又多为干旱、半干旱地区，灌溉条件差。因此，马铃薯的施肥最好播种前一次施足底肥，特别是有机肥和磷钾肥在播种前施入效果更好。因为磷钾肥与有机肥混施，有利于提高磷、钾肥的肥效，减少土壤对磷的固定，以便马铃薯根系充分发育后土壤能不断提供植株所需的养分。氮肥要根据土壤肥力情况，不可盲目施用。在土壤肥力水平高的情况下，为避免植株徒长，可将全部氮肥的三分之二作为基肥施入，留三分之一做追肥用。
铃薯在整个生育期间，不同的生育阶段需要的养分种类和数量都不同。幼苗期吸肥很少，发棵期陡然上升，到结薯初期达到吸肥量顶峰，然后又急剧下降。按氮、磷、钾三要素占总吸肥量的百分比计算，从发芽期到出苗氮磷钾分别占6％、8％和9％；发棵期分别为33％、34％和36％；结薯期分别为56％、58％和55％。
根据马铃薯需肥特点，农户可根据土地状况，包括土壤肥力、投入肥料的资金能力、灌溉条件，来确定使用肥料的种类、施入数量、施肥时间和施肥方法。本着经济有效、促早熟高产的目的，应确定以农家肥、底肥为主，化肥、追肥为辅的原则。化肥使用须氮、磷、钾配合。前期追肥一般不宜单追尿素，特别是结薯之后不应盲目追氮，易造成浪费和相反效果。增施磷肥促早熟高产，缺钾地区施钾肥增产相当明显。
有机肥要经过充分腐熟。肥料的用量应根据肥料种类、成分、土壤肥力、气候条件、马铃薯对三要素的需求量及当地施肥经验来确定。根据试验结果，每生产500公斤块茎，需从土壤中吸收纯氮2．5公斤、磷1公斤、钾5.5公斤。在不施肥的情况下，如果每亩可生产500公斤块茎，而计划亩产1500公斤块茎，则需补充施纯氮5公斤、磷2公斤、钾11公斤。如果用含氮量为0.56的猪粪肥，则需要893公斤猪粪肥作为基肥施入，其余不足的磷、钾肥以化肥补足。
施肥量计算公式如下：
肥料用量(公斤／单位面积)＝100／肥料含纯养分百分率×需施纯养分重量(公斤／单位面积)其中需施纯养分重量根据计划产量和土壤具备的基础供肥量确定。试验土壤肥量可采取在田间抽几平方米不施肥来计算产量确定土壤基础肥力。有条件的可请土肥站对土壤养分进行化验确定。
以上仅为理论数据，实际上土壤是一个复杂的类生物体，含有大量微生物，微生物的活动对土壤养分的释放起着重要作用；另外土壤矿物组成对养分的释放和固定也不同；有机肥施入土壤中当年的利用率一般为30％左右；有机肥中的养分和化肥中的养分有一部分会随降雨或灌溉流失等等，因此实际施肥量应高于理论数。根据生产经验，有机肥每亩施用量在1—2吨之间，其中2／3作底肥，1／3作种肥施入。为充分经济有效利用有机肥，无论底肥、种肥，都沟施，集中肥效。底肥深施于种薯下层，利于发根后吸收利用。化肥每亩以l0公斤尿素、50公斤过磷酸钙、40公斤硫酸钾混合作种肥沟施较为经济。
在化肥施用上要注意以下几点：做种肥时，不要接触种薯切块；撒施后先拌土然后再摆薯块；追肥时应尽可能靠近根系周围，最好开沟、拌土、覆土5厘米，千万不要撤在根际周围地表上，一来挥发损失，二来即使中耕培土或是灌溉渗入，由于肥在表层，容易诱发马铃薯的匍匐茎变成地上茎，或增加块茎裸露的数量，变成绿皮薯或绿肩薯，影响商品品质。
