块茎膨大期也叫块茎增长期或结薯期。从开花或盛花开始进入到收花、茎叶开始衰老为止是块茎膨大期。历时15~25天。也就是出苗后第50~60天进入块茎膨大期。按马铃薯生长状态看，从茎叶和块茎干物质重量平衡到茎叶和块茎鲜重平衡为止。
这个阶段，是以块茎体积增大和重量增大为重点。是从以地上茎叶生长为主转入以地下块茎生长为主的阶段。块茎和茎叶生长都很迅速，茎叶的鲜重和叶面积都达到一生中最大值。之后，茎叶停止生长并逐步衰老，但块茎则继续生长，增长个头和重量。逐步使茎叶鲜重和块茎鲜重达到平衡，标志着块茎膨大期结束，进入干物质积累期，块茎产量的70%左右是在此期形成的。
所以，本期是马铃薯一生中需肥、需水最多的时期，吸收的钾肥比发棵期多1.5倍，吸收的氮肥比发棵期多1倍，达到一生中吸收肥、水的高峰。充分满足这一时期马铃薯对肥、水的需求，是获得块茎产量丰收的关键。
外界环境条件对块茎增长的影响至关重要。其中温度对块茎增长影响最大，最合适的气温是18~21摄氏度，而且要求昼夜温差大，应在10摄氏度以上。夜温低最有利光合作用制造的营养向块茎输送，据资料介绍，地温在20摄氏度以上时，夜间气温12摄氏度就能结块茎，而夜间气温23摄氏度时，则不能结块茎。光强的强弱，直接影响着光合作用的进行和营养的积累，在强光照且短日照情况下，光合效率最好，营养输送的速度最快，据资料介绍，在12小时光照下比19小时光照下，营养向块茎中输送的速度要快5倍。块茎增长要求土壤有丰富的有机质，并且微酸性和良好的透气状况，而土壤透气非常重要，有足够的氧气才有利于细胞的分裂和伸展。
水分更为重要，块茎增长对水特别敏感，这个时期土壤水分即田间最大持水量始终应保持在80%~85%(含水量为18%~20%）。如果供水不匀和温度剧烈变化会影响块茎正常生长，出现畸形，造成产量低、品质差的问题。
