Bunga matahari memiliki kebutuhan air yang berbeda pada tahap pertumbuhan yang berbeda. Tanah harus lembab selama penaburan dan pemindahan. Tanaman membutuhkan air yang cukup, terutama selama tahap pembibitan. Setelah itu, tanah harus dijaga agar tetap lembab tetapi tidak terlalu basah. Beberapa kekeringan bermanfaat untuk pertumbuhan akar dan untuk mengembangkan toleransi tanaman terhadap kekeringan. Di musim panas, ketika suhu meningkat dan air menguap lebih cepat, jumlah air yang disuplai dapat ditingkatkan seperlunya untuk mencegah layu, yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman.
Waktu dari kemunculan kuncup bunga hingga mekar adalah periode puncak kebutuhan air pada bunga matahari. Selama waktu ini, tidak boleh ada kekurangan air; jika tanah menjadi terlalu kering, harus disiram. Ketika bunga matahari ditanam di dalam pot, tanamannya sering kali berukuran besar sedangkan pot bunganya kecil, dan mungkin hanya ada sedikit tanah dan air yang tidak mencukupi. Oleh karena itu, penyiraman yang tepat waktu diperlukan selama masa pertumbuhan; jika tidak, daun cenderung kehilangan air dan layu. Namun demikian, tanah tidak boleh terlalu basah, karena jika tidak, daun di pangkal tanaman cenderung menguning.