大葱施肥分育苗期和定植后大葱生长期两个阶段。育苗期施肥以培育壮苗为主要任务，定植后施肥的主要任务是提高大葱产量和质量。育苗期要重视基肥的施用，一般667米²施2000～3000千克优质杂肥、圈肥和40～60千克过磷酸钙作基肥，整地前撒施于地面，然后浅耕细耙，使肥料与土壤充分混合后整平做畦播种。播种时每667米²撒施尿素5千克或复合肥10～15千克作种肥，锄匀耧平，使种肥与畦土均匀混合，以免伤种。为了控制秋播苗越冬期秧苗不至于过大，避免越冬期通过春化阶段，越冬后抽薹开花，一般越冬前不施肥、浇水。越冬期为确保幼苗安全过冬，在土壤开始上冻时，可结合浇越冬水追施少量的氮、磷肥，并在地面铺施1～2厘米厚的土杂粪、圈粪等。翌年春天葱苗返青时，结合浇返青水追施返青提苗肥，一般667米²施磷酸铵10千克。
化肥施用简单、省事、见效快，而有机肥施用麻烦、脏、见效慢。因而施肥主要以化肥为主，有机肥施用量较小。有机肥料养分全，肥效缓而长，并含有丰富的有机质，能改良土壤结构，不仅有利于大葱根系的生长发育，而且有助于提高土壤保水、保肥能力。建议有机肥和化肥配合施用，能取长补短、互相调剂，充分发挥这两种肥料的作用。
避免大葱施肥不合理，一般表现为氮、磷、钾肥施用比例失调，偏施氮肥、轻视钾肥的现象十分普遍。如山东章丘出产的大葱尤为著名，近年来当地农民种植大葱每亩平均施纯氮可达40~50千克，五氧化二磷10~15千克，而对于钾肥的投入不够普遍，部分农户不施钾肥或施钾量较小。偏施氮肥造成病害加重，同时由于营养供应不平衡，致使产量降低，品质也受到影响。
大葱是一种喜肥性较强的蔬菜，从定植到收获一般需追肥3~4次。在生产中，许多农民习惯于开沟追施，这样既容易划断大葱的根系，还会出现烧根现象，使植株干尖、枯叶。