氮肥多作追肥施用，但高产玉米的施肥量较多，应将其中的一部分氮肥移作基肥，用量因玉米品种及栽培地区而异。华北、西北地区，春玉米基肥中氮素化肥应占1/5～1/3，夏玉米应占1/3～1/2；在东北北部地区，春玉米基肥中氮素化肥可占施氮总量的50%以上。玉米氮素化肥的总用量为每公顷150～225kg氮。常用氮肥有尿素、碳酸氢铵等。化学氮肥作基肥一定要深施，防止氮素挥发损失。
磷肥通常都是与有机肥一起用作基肥，一般每公顷施P2O575～112.5kg。如果土壤有效磷（P）含量20mg/kg，施用磷肥一般没有明显的增产效果。在一年两熟制中，磷肥多施于冬小麦，而夏玉米则利用其后效。土壤严重缺磷时，把磷集中施于种子下2～3cm处，土壤有效磷中等（11～20mg/kg）时施入土壤20cm处效果好，双层施磷肥效果更好。磷肥可用过磷酸钙、钙镁磷肥和其他含磷复混肥、专用肥等。
玉米钾肥也应作基肥施用。在缺钾土壤上［一般土壤速效钾（K）50mg/kg］施用钾肥有明显的增产效果。钾肥作基肥最好条施于种植玉米行的两侧，一般春玉米每公顷施K2O90kg左右，夏玉米每公顷施K2O75kg左右。当土壤速效钾（K）120mg/kg时，施钾肥效果不明显。钾肥应当与氮、磷化肥配合施用，以充分发挥其增产的交互作用。常用钾肥有氯化钾、硫酸钾和含钾复合肥料等。
玉米对微量元素锌、硼、铁、锰等反应敏感，用微量元素肥料作基肥时，通常与大量元素肥料或有机肥料混合施用，采用条施或撒施，并注意肥料用量和均匀施用。在缺锌的土壤上种植玉米，每公顷施七水硫酸锌15～30kg作基肥，可增产10%～15%；缺硼土壤每公顷可施硼酸11～18kg，或硼砂15～30kg；缺锰土壤每公顷基施硫酸锰15～30kg；缺铜土壤每公顷基施硫酸铜15～30kg；缺钼土壤每公顷基施钼酸铵0.6～1.5kg。