Pembibitan dapat dilakukan di dalam polybag ataupun plastik bening dengan diameter 4-5 cm. Media tanam dapat berupa campuran tanah gembur atau humus dan pupuk kandang dengan perbandingan 1:1. Untuk melengkapi unsur hara, NPK sebanyak satu sendok makan dapat ditambahkan ke dalam 20 kg campuran media tanam. Sebelum media dipergunakan, sebaiknya diayak dulu untuk menghilangkan kotoran. 

Serangan hama dan penyakit pada bibit semangka bisa dicegah dengan pemberian pestisida di media tanam sesuai dosis pada kemasan. Cara lain melalui sterilisasi media tanam dengan cara disangrai. Setelah siap, masukan media tanam ke dalam polybag sampai 2/3 bagian.
 
Pembenihan
Biji semangka mempunyai kulit yang keras sehingga sulit berkecambah. Untuk merangsang pertumbuhannya, biji semangka harus "dibangunkan" dari masa dormansinya. Caranya dengan merendam bji semangka ke dalam air hangat bersuhu sekitar 40oC sejak pagi hingga sore hari. Setelah direndam, biji ditiriskan dan dibungkus menggunakan kain basah selama semalam. Keesokan paginya biasanya kulit semangka sudah retak dan biji mudah berkecambah. Perendaman juga bagian dari sortasi, biji yang mengambang berarti biji yang jelek.
 
Penanaman Benih
Sebelum benih semangka dimasukkan ke dalam polybag, terlebih dahulu dibuat lubang tanam menggunakan kayu atau bambu bulat dengan diameter dan kedalaman sekitar 0,5 cm. Setelah itu, benih semangka ditanam lalu ditutupi dengan pupuk kandang halus. 
Untuk menghindari hama dan penyakit, serta untuk mempertahankan kelembaban, bedengan pembibitan ditutup rapat menggunakan plastik bening yang diberi rangka bambu berbentuk setengah lingkaran. Ukuran bedengan untuk 16.000-17.000 benih semangka memiliki panjang 23-24 meter, lebar 110-125 meter, dan tinggi sekitar 75 cm. Pada hari ketiga biasanya lembaga biji sudah keluar, kemudian diikuti dengan tumbuhnya daun beserta sulur. Lahan seluas 1 ha membutuhkan benih semangka sebanyak 650 gram yang akan menghasilkan sekitar 9000 tanaman.