През вегетацията си слънчогледът преминава през следните фенофази: поникване (поява на семеделите над повърхността на почвата); първа двойка същински листа; бутонизация (при достигане на 1-1,5 cm едрина на бутоните); цъфтеж и узряване.
През първите 15-20 дни след поникването надземната част на растенията се развива бавно, за сметка на кореновата система, която за този период се разраства вертикално до 40 cm.
За 3-4 седмици след поникването растенията формират 6-8 същински листа, след което започва усилено диференциране на генеративните органи - съцветието и неговите съставки. При ранозрелите сортове това става в периода от появата на втората до четвъртата двойка листа, а при среднозрелите от третата до шестата. От този момент нататък започва периодът на интензивното нарастване, който продължава до фаза цъфтеж. През него продължава дооформянето на съставните части на съцветието и усиленото разрастване на вегетативните органи - стъбло, листа, коренова система.
От особено важно значение за този период са обезпечеността с хранителни вещества, топлина, светлина и влага.
Цъфтежът започва сутрин рано преди изгрева на слънцето с разтварянето на езичестите цветове. Тръбестите (плодните) цветове зацъфтяват от периферията към центъра на зони от по 2-3 реда. Обикновено се формират 8-10 зони. Едно съцветие цъфти 8-10 дни, докато посева като цяло - 20-30 дни. За ненормалното му протичане голямо влияние оказват високите температури, ниската атмосферна влажност (особено суховеите) и продължителните дъждове.
До настъпването на цъфтежа бутоните са обърнати винаги към слънцето и следят неговото движение, откъдето идва и наименованието му (helio - слънце и antus - цвете).
Тъй като цъфтежът започва сутрин разцъфтялите растения остават до края на вегетацията си обърнати на изток.
Узряването продължава 5-6 седмици след оплождането. Характеризира се с три степени - жълта, кафява и пълна.
За нашите условия от засяването до поникването на слънчогледа изминават 12-15 дни.
От поникването до бутонизация 30-40 дни, а от бутонизацията до цъфтеж - 20-28 дни. Цялата вегетация е с продължителност 90-140 дни (при средноранните сортове слънчоглед - 115-125 дни).