西瓜的全生育期约80～85天，其生育过程可以分为发芽期、幼苗期、伸蔓期和结果期。
一、发芽期
种子萌动至子叶平展，苗端形成2～3个稚叶。在25℃～30℃条件下，需经10天左右。此期主要靠种子贮藏的养分，地上部干重的增长量很少，胚轴是生长中心，根系生长较快。子叶是此期主要光合作用器官，生理活动旺盛。
二、幼苗期
由第1片真叶露心至5～6叶"团棵期"。在20℃～25℃温度下，通常需20天左右，而在15℃～20℃温度下约需30天，此期又可分为2叶期和团棵期。2叶期是露心至2片真叶开展，此时下胚轴和子叶生长渐止，主茎短缩，苗端具4～5个稚叶、2～3个叶原基，此期植株生长缓慢；团棵期是指2叶展开至具有5～6叶阶段，苗端具8～9个稚叶、2～3个叶原基，此期主要是叶片和茎的增长。
幼苗期地上部干、鲜重及叶面积的增长量小，但生长速度呈指数曲线增长。根系生长加速。侧枝、花芽的分化旺盛。为以后茎叶的生长与开花结果打下良好的基础。
三、伸蔓期
幼苗团棵至坐果期雌花开放。在20℃～25℃温度下，经23～25天。节间伸长，植物株由直立生长转为匍匐生长，这标志着植株旺盛生长，植株干重增长量迅速增加。茎叶干重分别为地上部干重的23.61％、74.64％，展叶数多，叶面积为最大值的57％，主、侧蔓长度分别为最大值的63.16％、68.96％。由此可见，伸蔓期是茎叶生长的主要时期，以建立强大的营养体。该期生长中心是生长点，主、侧蔓间尚有营养的相互转移。
四、结果期
此期从坐果节位雌花开放至果实成熟，直至全田采收完毕。主蔓第2、3雌花开放至坐果，在26℃温度下约需4天，此时是由营养生长过渡到生殖生长的转折期，茎叶的增长量和生长速度仍较旺盛，果实的生长刚刚开始，随着果实的膨大，茎叶的生长逐渐减弱，果实为全株的生长中心。果实生长期一般25～28天。
五、果实的发育
（一）果实的生长过程
西瓜从雌花开放至果实发育成熟需25～28天。在开花后3～4天，果实生长缓慢，主要是细胞的分裂。此时果皮的增长较快，厚度已占成熟期的46％，而胎座增长较慢，其半径仅占成熟期的13％。幼果茸毛脱落后15～18天，果实生长迅速，其体积和干重占成熟期的90％左右，种子基本形成，种皮干重为成熟期的85％，而种胚尚不充实，为成熟期的43.8％。此后果实生长缓慢，果实体积和重量稍增长，其增长量分别为7.18％和11.5％，胎座转色，种子充分成熟，此期主要是种仁的生长和果实内部的生物化学变化。
（二）果实外部的变化
主要是体积和重量的变化。果实的生长主要在前半期，开花后15～18天是果实的膨大阶段。据测定，开花后10天果径达成熟期的60％，15天达85％，日增长量最高为开花后6～7天。而果实体积增长高峰较迟，开花后10天约为成熟期的25％，15天约为60％，20天为80％左右，日增长以开花后12天最高。以后继续增长，但增长量小，速度缓慢。
果实的生长主要是细胞的分裂增殖与细胞的膨大。初期以细胞分裂增加细胞数量为主，而果实的膨大阶段则以细胞膨大为主。果实胎座薄壁细胞较其他组织为大，果径的增大。与胎座细胞增大相吻合，在开花15～18天以后胎座细胞膨大甚微。
（三）果实内部生理变化
西瓜果实的主要成分是糖、含氮物质、维生素、无机盐等。果实转熟表现为果肉组织变软，水分增多，含糖量急剧增加，色泽加深等。
西瓜果实的干物质量最初仅为5％，而到成熟时可达10％～11％。果实中的糖主要是果糖、葡萄糖和蔗糖。幼果中出现少量淀粉。总糖在发育的前半期增加较快，其后增加缓慢，至收获期呈减少的趋势，果糖、葡萄糖在发育的前半期增加较快，坐果22天以后增加很少，25天后则明显减少，而蔗糖在发育前半期甚少，开花后22天开始急剧增长。蔗糖的含量高低决定了果实的甜度。
果肉中维生素的含量较少，以维生素C和胡萝卜素为主。可食部分维生素C含量为100毫克/千克。果实不同发育阶段的含量，随果实的成熟而增加，开花后15天为21.0～24.6毫克/千克，而开花后20天提高到37.2～41.4毫克/千克。胡萝卜素含量为4.05毫克/千克。含量高低与果肉色泽关系不大。有机酸主要是柠檬酸、苹果酸和甲酸，含量较少。在春季大棚种植时，其果实达7成熟即可采收上市。
