病虫害防治的关键在于预防。首先要加强肥水管理，增加牡丹抵抗力;其次要改善局部环境，创造适宜牡丹生长的温度、湿度与光照条件，夏季暴晒时要搭设50%的遮阴网。
牡丹常见病害有叶斑病、炭疽病、白绢病、根腐病、根结线虫病等。害虫有蛀干天牛、吹绵蚧、蛴螬等。防治牡丹叶部病害，必须在每年5至8月叶斑病、炭疽病等多发季节提前预防，一般每半月喷洒一次等量式波尔多液，连续喷7至8次;或7至10天喷一次甲基托布津或多菌灵溶液，连喷6至7次。落叶后清扫园圃，集中销毁可能传播病虫害的枯叶断枝。白绢病、根腐病多发生在牡丹的根茎部和根部，防治方法是栽植时要进行根部消毒;栽植不能过深;不能将牡丹栽在低湿地段，雨季注意排水;不要施用未腐熟的有机肥料。一旦发病要及时刮除病部，扒根晾晒，用杀菌剂处理土壤及植株。病害严重时连根拔除病株。
牡丹根结线虫发生在牡丹毛细根附近，导致牡丹生长不良甚至枯死。防治方法是加强检疫;栽培前用氯化苦给土壤消毒;栽培后发生线虫病用上述药剂挖沟根施。
为防治蛀干害虫和地下害虫，用地星或神农丹颗粒剂根施，浇水，杀死蛴螬或天牛幼虫。吹绵蚧是近年危害牡丹最为严重的害虫之一，7月前后初次孵化，应仔细观察虫情并抓住该时机防治，用常见杀虫剂如乐果乳油即能杀死吹绵蚧幼虫。
注意，防治时期很重要，如果错过有利时机就要用介壳虫专用杀虫剂如蚧杀、速扑杀等进行防治。冬季落叶后牡丹植株上如有成虫，人工刮除，然后涂抹5波美度石硫合剂，可对防虫、防病起到良好的保护作用。