Pemupukan susulan pertama dilakukan saat tanaman berumur 1 hingga 2 bulan setelah tanam (BST) menggunakan kombinasi pupuk nitrogen dan kalium, seperti Urea 100 kg per hektar dan KCl 50 kg per hektar. Pemupukan susulan kedua diberikan pada umur 4 BST dengan dosis Urea 100 kg per hektar dan KCl 100 kg per hektar untuk mendongkrak pembentukan serta pembesaran rimpang utama.
Memasuki umur 6 BST atau saat fase pengisian rimpang di pertengahan musim hujan, berikan pupuk kalium tinggi seperti KCl sebanyak 100 kg per hektar untuk memicu penimbunan pati dan minyak atsiri. Penaburan pupuk dilakukan dalam larikan sejauh 5 hingga 10 cm dari pangkal batang, kemudian ditutup tanah dan dibumbun agar nutrisi tidak tercuci oleh air hujan.
Penggunaan pupuk hayati mikroba pelarut fosfat dan penambat nitrogen dapat dikucurkan setiap 4 minggu sekali sebanyak 250 ml per lubang tanam untuk menjaga kesehatan tanah. Kombinasi pupuk organik, anorganik terukur, serta pembumbunan tanah yang teratur terbukti meningkatkan produktivitas rimpang temulawak hingga mencapai 20 sampai 30 ton per hektar saat panen di umur 9 hingga 10 bulan.