中国的施肥历史悠久、成就卓著。随着社会发展的兴衰，经历了曲折的发展过程。

西周时期（公元前11世纪至前8世纪）在《诗经·周颂·良耜》的诗篇中即有“以蓐荼蓼，荼蓼朽止，黍稷茂止”的歌咏。说明在当时已认识到拔除田间杂草，烂朽以后，有促进黍稷生长的效果。到了春秋战国时期，《荀子·富国篇》有“掩地表亩，刺殖谷，多粪肥田，是农夫众庶之事也”。说明当时施肥已相当普遍。成书于战国时代的《周礼·地官·草人》介绍的“土化之法”，即利用不同的畜粪来改良不同的土壤。战国末和汉初的《吕氏春秋·季夏纪》中提出的“季夏之月……是月也，土润溽暑，大雨时行，烧薙行水，利以杀草，如以热汤，可以粪田畴，可以美土疆”。是利用夏季高温，促使杂草腐烂，提高土壤肥力。在汉代，已经十分重视养猪积肥，而且强调要用腐熟后的人畜粪尿，《氾胜之书》中载有的“溷中熟粪”就是指厕所里的熟粪而言的。在此期间施肥技术也有了较大的发展和提高。明确提出对禾（即粟）、黍、麦、稻、稗、大豆、小豆、枲（纤维用大麻）、麻（种子用大麻）、瓜、瓠（葫芦）、芋、桑等13种作物进行施肥，并根据各种不同作物对肥料需求和栽培方式的不同，提出了不同的施肥时期、施肥量及施肥方法。《氾胜之书》已经将肥料分作基肥、种肥、追肥和特殊的溲种法等四种施用方法。当时施用的基肥有大田漫撒和集中施肥两种方式。《氾胜之书》称：“种枲，春冻解，耕治其土。春草生，布粪田，复耕，平摩之”。“种芋法：宜择肥缓土，近水处，和柔、粪之”。以上是大田漫撒施基肥。集中施基肥，主要用于区种法。

如《氾胜之书·种瓠法》：“以三月耕良田十亩，作区，方深一尺（指每区一尺见方，一尺深），以杵筑之，令可居泽。相去一步（指区和区间相距一步），区种四实（指每区播四颗种子），蚕矢一斗与土粪合”。又《种芋法》说：“区方深皆三尺，取豆萁（大豆的茎秆）纳区中，足践之，厚尺5寸，取区上湿土与粪和之。纳区中萁上，令厚二尺二寸。以水浇之，足践，令保泽”。种肥在《氾胜之书》中有详细记载，“薄田不能粪者，以原蚕矢杂种种之，则禾不虫”。又：“取雪汁，渍原蚕矢五，六日，待释，手援之，和谷种之，能御旱”。《氾胜之书·麦篇》中提到：“当种麦，若天旱无泽，则薄渍麦种。以酢浆并蚕矢夜半渍，向晨投之，令与白露俱下。酢浆令麦耐旱，蚕矢令麦忍寒”。这是一种浸种兼拌种的办法。中国文献上最早记载追肥技术（包括施用量和施用时期）的是在《氾胜之书·种麻》中：“麻（指以收种子为目的的大麻）生布叶，锄之，率九尺一树（树即株），树高一尺，以蚕矢粪之，树三升（每株施三升），无蚕矢，以溷中熟粪粪之，亦善，树一升”。可见，汉时已强调用熟粪作追肥。

魏、晋、南北朝时期的突出成就是人工栽培绿肥肥田的经验。西晋（3世纪）郭义恭的《广志》称：“苕草，色青黄，紫华，十二月稻下种之，蔓延殷盛，可以美田”。北魏（6世纪）贾思勰著的《齐民要术》中，进一步肯定了绿肥的增产效果。如《耕田第一》中提到：“凡美田之法，绿豆为上；小豆、胡麻次之。悉皆五、六月中种，七月八月犁掩杀之。为春谷田，则亩收十石，其美与蚕矢、熟粪同”。

这一时期的重大进步是认识到施肥能改良土壤。唐朝韩鄂拚在《四时纂要》中记述了果、蔬、药材等30多种作物施用基肥和追肥的肥效。8世纪前后，后人在《齐民要术》中补入《杂说》篇，描述了厩肥的制作过程。南宋农学家陈旉的《农书》中提出：“若能时加新沃之土壤，以粪治之，则益精熟肥美，其力常新壮矣”。同时他还提出了一套施肥、土壤耕作和土地利用规划等一整套使地力常新的技术原则。元代《王祯农书》，又将以往的多粪肥田和施肥改土的经验，概括为“粪壤者，所以变薄田为良田，化硗土为肥土地”的“粪壤”的理论。这一时期的肥料种类已增加到60余种。陈旉的《农书》中就列举了大粪（人粪）、鸡粪、苗粪（指栽培的绿肥作物）、草粪（利用野草、树叶、杂草作肥料）、火粪（指熏土、熏肥等肥料）、泥粪（沟塘泥掺和大粪）等。此外，还有禽兽毛羽、体肌和蚕沙（蚕的排泄物及食剩的桑叶）、旧墙土、草木灰、马蹄羊角灰、洗鱼水、淘米泔水、稻麦糠、豆萁等用作肥料。同期，石灰、石膏、食盐和硫磺等无机肥料也广泛使用，并且已认识到适宜使用这些肥料的作物品种和土壤类型。在宋朝《物类相感志》（1102年前）称：“插凤仙花，用石灰水养；但是种瓜不可用石灰作肥料”。“茄秧根上擘开，嵌上皂角大的一块硫磺，用泥培种，茄子长得滋味鲜美”。

这一时期肥料种类已发展到100余种。尤其是看苗、看土施肥有了长足进步。明末《沈氏农书》记述了单季晚稻的看苗施肥经验：“下接力须在处暑后苗做胎时，在苗色正黄之时，如苗色不黄，断不可下接力；到底不黄，到底不可下也。……切不可未黄先下，致好苗而无好稻”。清代杨屾提出施肥要“土宜”，《修齐直指》载有：“土宜者，气脉不一，美恶不同，随土用粪，如因病下药，即如阴湿之地，宜用火粪，黄壤宜用渣粪，沙土宜用草粪、泥粪，水田宜用皮毛、蹄角及骨蛤粪，高燥之土宜用猪粪之类是也”。

1901年开始，中国从日本输入化学肥料，并首先在台湾省的甘蔗田上施用。中国的化学肥料生产起步较晚，氮肥工业始于1933年（原大连化学厂），1934年建立南京永利宁化学工业公司硫酸铵厂，化肥产品只有硫酸铵一个品种，最高年产量4.77万吨（纯N）。1949年以后，中国化肥工业获得迅速发展，至1990年，全国化肥总产量已达2067万吨。生产的品种有尿素、硝酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水、硫酸铵、液氨、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷酸铵、氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、硼砂、硫酸亚铁，以及二元、三元复合肥料等几十个品种。

中国区划性化肥试验研究始于1939年。中央农业实验所张乃凤、姚归根等首次在全国范围内7种土壤上对6种作物进行了肥料三要素试验。中华人民共和国成立后肥料研究工作有了较快发展。在绿肥推广中提倡的“以磷增氮”“以小肥换大肥”的措施，收效十分显著。在化肥研究方面，从1958年起，组织了全国化肥试验网。先后在不同地区和土壤上，对粮、棉、油、豆、糖、茶、烟、果、菜等多种作物进行了数千项试验；在三要素肥效、化肥品种、施用期、提高氮肥肥效技术、氮、磷、钾适宜配比、微量元素肥料的应用以及化肥区划等方面均取得了一定的成果。在作物施肥方面，如分层施肥、肥土相融的有机肥料基肥施用法、单季晚稻的“三黄三黑”看苗施肥、诊断施肥、配方施肥以及计算机在施肥中的应用均获得明显地发展。从而使施肥技术由长期以来的实践经验型转向理论指导型，从定性发展到定量，从感观判断发展到仪器测试，提高了肥料利用率，增加了施肥效果。