En una gran parte de los secanos españoles se opta por que el girasol aproveche el aporte de fertilizante del cultivo precedente, ya que con rendimientos inferiores a 1.000 kg/Ha no hay una respuesta clara al abonado. Sin embargo, en zonas más fértiles donde el rendimiento esperado puede ser superior, una fertilización adecuada tendrá una respuesta muy positiva en el cultivo, tanto en producción de grano como en su contenido en aceite, además de contribuir a mantener la fertilidad del terreno. Por tanto, en estos casos, y siempre basándonos en un análisis de suelo, la fertilización en el cultivo del girasol puede ser muy rentable.

El nitrógeno (N) es el nutriente más limitante de producción, seguido por el fósforo (P). En cambio, en muchos casos los niveles de potasio disponible (K), azufre (S) y micronutrientes pueden ser suficientes para la producción de girasol. Las necesidades de nutrientes en el girasol son del siguiente orden, expresadas en kg de nutrientes por 1.000 kg de cosecha.