有机西瓜保鲜贮藏的方法很多，无论用什么方法都要对贮藏场所和有机西瓜表面进行消毒处理。有机西瓜成熟季节气温较高，在运输或入库保存前，使有机西瓜的体温尽快下降，有利于保持有机西瓜的品质。自然降温是利用清晨气温最低时从田间地头装车运输。有条件的也可利用冷风机等机械方法冷却。
沙藏法：选干净、通风的库房，先在地面铺10厘米左右厚的干净河沙备用。在准备贮藏的有机西瓜长至七成熟的晴朗天气采摘，每个有机西瓜上保留3个蔓节，在距下个蔓节约3厘米处剪断，立即向剪口上撒新鲜的草木灰，每个蔓节上保留一片叶。运回后，按有机西瓜在田间生长时的方位排放在河沙上，即将生长时接触土壤的一面仍放在下面，不可颠倒，否则会缩短保鲜时间。排放好第二排后，用细河沙掩盖第一排有机西瓜，并将三片叶片露在沙外，依此类推。注意留出事后进行管理用的走道，以后每隔10天左右，向露出的叶片上喷洒一次磷酸二氢钾溶液，浓度为100克磷酸二氢钾对水50公斤。此方法可将有机西瓜保鲜一个半月以上，基本上不会出现烂瓜现象。如果不保留有机西瓜蔓、叶，可用0.1%的甲基托布津对有机西瓜表面消毒，晾干后埋入细河沙中，也可保鲜一个月以上。
瓜蔓浸出液涂抹法：齐齐哈尔师范学院和齐齐哈尔园艺所，用新鲜有机西瓜茎蔓研磨成的浆液喷涂有机西瓜，在普通房屋中贮藏，春节前上市，好瓜率达到80%，效果十分显著。其做法是：采取新鲜的有机西瓜茎蔓，研磨成浆，将过滤后的原浆稀释到300—500倍，喷洒在有机西瓜的果皮上，稍晾后立即用包装纸包装好，也可用牛皮纸或旧报纸包装，放到凉爽通风的地方，注意存放有机西瓜处的环境湿度不应过大，否则容易使包装纸发霉并造成烂瓜。这种处理方法的科学原理是：因为有机西瓜的茎蔓中含有抑制果实后熟的物质，被有机西瓜吸收后能起到防止后熟衰老的作用。贮存过程中，每隔7—10天应翻整检查一次，拣出不宜继续贮存的个体。翻整中应注意两点，一是不要改变有机西瓜摆放的方位。因改变方位会改变重力作用的方向，而缩短保鲜时间。二是不要弄破包装纸。包装纸在贮存中可以起到缓冲湿度变化、隔绝细菌传播、减少相互摩擦的作用。
山梨酸液保鲜法：使用山梨酸液保存有机西瓜，具有保鲜时间长、对人畜无任何毒副作用和保鲜效果好的突出优点。可以从收瓜后的夏天一直保鲜到冬天。具体方法是：选择八成熟、表皮无伤无病的有机西瓜，在表皮上涂抹一层山梨酸液，然后按照有机西瓜在田间生长时的方位进行堆藏、筐藏、架藏。以架藏为最佳，堆藏层次不可过高。如贮瓜房屋中温、湿度合适，可保鲜较长时间。