冬小麦需肥较多，每生产50公斤小麦，需吸收氮素1.4~1.6公斤，磷素0.5~0.75公斤，钾素1.5~2公斤，氮、磷、钾的比例大约是1∶0.33∶1，根据栽培的品种、土壤、气候等条件不同而有所变化。据小麦植株分析，亩产412公斤冬小麦，从出苗、分蘖到冬后起身拔节吸收的氮素约占全生育期总量的40%，磷素、钾素各占总量的20%;从拔节到扬花期约吸收氮素总量的48%，磷素总量的67%，钾素总量的65%。
根据冬小麦的栽培特点、需肥特性和农业生产实际，在科学施肥方面要抓好三个环节： 首先是施好底肥。农谚说“麦收胎里富”，苗期有适量的氮素营养和磷钾肥，使麦苗早生快发，冬前有一定数量的健康分蘖，并为春后生长成穗、增粒、增重打下基础。
一般设定小麦的产量指标为500公斤／亩，每亩底施尿素10公斤、磷酸二铵20公斤、氯化钾20公斤，合计总有效养分含量30公斤左右。如果是施用复合肥，就按肥料所含氮磷钾数量计算施用。 其次是巧施追肥。追肥有利于增蘖、增穗。北方冬麦区春天麦苗返青后，对长势较弱的麦田，每亩可用尿素10公斤，沟施或穴施，有条件时并配合浇水；对于壮苗麦田，拔节期要控制肥水管理，预防倒伏。 是小麦生长后期进行叶面施肥。这时北方麦区常受干热风危害造成减产。