Memasuki fase pemeliharaan vegetatif pada umur 30 hingga 90 hari setelah tanam, fokus pemupukan serai adalah merangsang pembentukan rumpun dan memperbanyak anakan. Berikan pupuk susulan berunsur nitrogen tinggi sebanyak 50 gram per rumpun pada umur 1 bulan dan ulangi pada umur 2 bulan. Cara pemupukan dilakukan dengan membenamkan pupuk di sekeliling piringan rumpun sejauh 10 hingga 15 cm dari pangkal batang, lalu tutup dengan tanah dan siram hingga lembap.
Pada fase pembentukan batang dan penambahan anakan maksimal di umur 4 hingga 6 bulan, kebutuhan hara kalium dan nitrogen bertambah untuk mempertebal pangkal batang serta meningkatkan kandungan minyak atsiri. Aplikasikan pupuk susulan kombinasi N, P, dan K berimbang sebanyak 75 gram per rumpun setiap 2 bulan sekali. Saat musim hujan, pastikan pemupukan dilakukan ketika tanah lembap namun tidak tergenang agar nutrisi tidak larut terbawa erosi air.
Setelah panen perdana pada umur 6 hingga 8 bulan, rumpun serai memasuki fase ratoon atau peremajaan dan memerlukan asupan hara kembali untuk memicu tunas baru. Bersihkan sisa daun tua, gemburkan tanah di sekitar rumpun, lalu berikan 1 hingga 2 kilogram pupuk organik ditambah 50 gram pupuk majemuk NPK per rumpun. Pola pemupukan pascapanen ini perlu diulang secara berkala setiap kali selesai pemanenan yang berlangsung tiap 3 hingga 4 bulan sekali.
