Большинство сортов и гибридов петунии размножается семенами. Сроки посева зависят от того, к какому времени планируется получить цветущую рассаду. По стандартной технологии в средней полосе России семена сеют во второй половине марта, при этом цветущие растения можно получить, в зависимости от сортогруппы, в конце мая —  середине июня. Для более раннего цветения семена высевают в конце января — начале февраля. Цветение рассады при этом начинается уже во второй половине апреля. Таким способом обычно выращивают сорта и гибриды, относящиеся к группе мультифлоры. Более нежные и позднецветущйе крупноцветковые гибриды и сорта высевают несколько позднее, в середине февраля; при этом цветение наступает во второй половине мая — начале июня.

Для посева семян петунии используют деревянные или пластмассовые посевные ящики. Готовить их нужно заранее: если ящики уже использовались для посевов, то их необходимо вымыть и продезинфицировать формалином или другими антисептиками. Дно деревянных ящиков застилают толстой бумагой, затем ящики заполняют слоем почвенной смеси толщиной не менее 6 см. Для посева петунии можно использовать различные типы почвенных смесей, кроме сильнокислых и щелочных. 

Основные требования к смесям: они должны быть питательными, рыхлыми, хорошо удерживать влагу, но в то же время пропускать лишнюю воду и не замокать. Можно рекомендовать следующую стандартную почвенную смесь: 2 части хорошо перепревшего перегноя, 2 части дерновой или листовой земли, 2 части низинного, хорошо разложившегося торфа и 1 часть песка. Если рН смеси ниже 5,5, то в нее необходимо добавить известь. Все компоненты тщательно перемешивают, просеивают через сито (размер ячеек 3—5 см) и обеззараживают путем фумигации, пропаривания и др. Затем вновь просеивают через более мелкие сита (размер ячеек 0,5 см). Наиболее крупную фракцию (отсев) насыпают в нижнюю часть ящика и слегка уплотняют, мелкой фракцией заполняют верхнюю треть слоя почвы, тщательно ее выравнивают и вновь слегка уплотняют. Заполнять ящики нужно так, чтобы верхний слой почвы был ниже края ящика на 2—3 см. Если смесь, используемая под посев петунии, имеет мелкокомковатую структуру, то в нижнюю часть ящика для дренажа желательно насыпать слой некрупного керамзита. Если нет возможности заранее простерилизовать почву, то после набивки ящиков их необходимо полить раствором фунгицида (Фундазол, Ридомил и др.) не позднее, чем за сутки до посева.

Семена у петунии очень мелкие, поэтому для равномерного высева их смешивают с мелким сухим песком. Их высевают в заранее подготовленные ящики, рассыпая по поверхности влажной почвы, затем опрыскивают водой из пульверизатора. Сверху семена можно присыпать слоем почвы (не более 1—2 мм) либо совсем не присыпать, но тогда ухаживать за ними нужно тщательнее. Ящики необходимо накрыть стеклом или бумагой и поместить на стеллажи при температуре 20—23 °С. Старые, менее требовательные сорта петунии могут давать всходы и при более низких температурах, например, допустимо, чтобы в ночные часы температура опускалась до 16—17 °С. Современные гибриды значительно более требовательны к условиям возделывания и нуждаются в стабильной температуре и влажности.

В период прорастания семян и начального развития сеянцев необходимо тщательно следить за влажностью почвы. Ящики с посевами 1—2 раза в сутки опрыскивают водой, в которую добавляют перманганат калия (до светло-розового цвета). Для лучшего прорастания семян после посева их можно однократно опрыснуть раствором стимулятора роста «Эпин-Экстра».

После появления всходов (на 5—10-е сутки после посева) ящики выставляют на свет. При поздних посевах (во второй половине марта) для нормального развития сеянцев в теплицах достаточно естественного освещения. При более ранних посевах сеянцам необходимо искусственное досвечивание не менее чем по 12 часов в сутки.

Поливать сеянцы в первую неделю после всходов нужно из опрыскивателя 1—2 раза в сутки. В дальнейшем частоту полива можно уменьшить, а количество воды увеличить. К подкормкам сеянцев можно приступать через неделю после появления всходов. Сначала лучше делать внекорневые подкормки (опрыскивание по листьям) водорастворимыми комплексными удобрениями.

При высокой влажности сеянцы могут сильно поражаться грибным заболеванием «черная ножка». При первых проявлениях заболевания опрыскивание растений надо прекратить, ящики поливать только вдоль стенок, чтобы как можно меньше воды попадало на растения. Поверхность почвы, особенно в очагах заболевания, следует присыпать мелким сухим песком, перлитом или древесной золой, а сеянцы быстрее распикировать.

К пикировкам сеянцев можно приступать в фазе 1—2 настоящих листов. Пикируют их по одному растению в торфяные или пластиковые горшочки, сцепки или кассеты размером 6—8 см. Почвенная смесь используется та же, что и для посева. Только что распикированные растения нужно полить и накрыть на 1—2 дня бумагой или нетканым укрывным материалом (например, лутрасилом).

В старых справочниках по цветоводству рассаду сортов петунии рекомендовалось выращивать прямо в грядах теплиц, поскольку она неплохо переносит пересадку. Но в настоящее время с появлением более требовательных к условиям выращивания гибридов вся промышленная рассада производится только в горшочках.

Рассада петунии требует очень тщательного ухода. Почва должна быть достаточно влажной, чтобы обеспечивать быстро растущие растения водой; но несырой, так как в противном случае корни растений начинают задыхаться, а нежные листья и стебли — загнивать. Поэтому частота полива зависит от состояния растений, влажности почвы и погодных условий и может быть от 2—3 раз в сутки до 1—2 раз в неделю. Очень полезно периодически рыхлить поверхность почвы вокруг растений. После смыкания листьев и начала цветения петунию поливают реже.

Подкормки рассады начинают через неделю после пикировки и проводят еженедельно; допускается чередовать внекорневые и корневые подкормки. Основные удобрения для подкормки петунии — комплексные водорастворимые, типа нитрофоски, Кристалина, Растворина, Кемиры и других. Концентрация зависит от типа удобрения и плодородия почвенной смеси и ориентировочно составляет 20—35 г/10 л воды. При недостатке азота, который выражается в замедлении роста и сильном посветле-нии листьев, вместо комплексного удобрения применяют подкормку азотными удобрениями — мочевиной, аммиачной селитрой в концентрации 20—25 г/10 л воды. Очень хорошие результаты дает подкормка гуминовыми удобрениями (Гумат, Гумикс и др.) 1 —2 раза в месяц. Их концентрация указывается на этикетках.

Если из-за плохих погодных условий или других причин рассада развивается плохо, можно стимулировать ее рост опрыскиванием регуляторами роста («Эпин-Экстра» или Циркон). Однако слишком увлекаться ими нельзя; за весь период выращивания рассады их можно применить не более 2—3 раз.
Цветение петунии начинается для группы мультифлоры — на 70—75-е сутки после посева семян, для группы грандифлоры — на 80—90-е сутки.