La quantité d'engrais apportée doit être déterminée par la taille d'un clématite à vrilles. Pendant la période de croissance et après la floraison, il est recommandé de rajouter de l'engrais azoté. Entre le moment où les bourgeons floraux apparaissent et celui où ils fleurissent, il est nécessaire de leur apporter un engrais phosphaté. L'engrais potassique est indispensable et doit être donné à tout moment. Il est recommandé de n'appliquer qu'une petite quantité d'engrais, à une faible concentration. Vous pouvez fertiliser plusieurs fois avec de l'engrais dilué dans de l'eau.
Pendant la période de dormance, les feuilles du clématite à vrilles se flétrissent. À cette période, on peut ajouter un peu d'engrais organique (farine d'os ou fumier) et le faire pénétrer dans le sol sur une faible profondeur. Il est également utile de couvrir la surface du sol avec du compost de manière à augmenter le niveau de nutriments et à éviter que le gel ne gèle les racines.