เมื่อไร่ฝ้ายที่ได้รับการดูแลรักษามาดังกล่าวแล้ว ฝ้ายมีอายุได้ประมาณ ๓๕ วัน ดอกอ่อนก็จะเริ่มมองเห็น และพอมีอายุได้ ๕๐-๕๕ วัน ดอกฝ้ายก็จะเริ่มบาน และต่อจากดอกบานไปอีกประมาณ ๕๐ วัน หรือต้นฝ้ายมีอายุ ๑๐๐-๑๐๕ วัน ฝ้ายก็เริ่มแตกปุยให้เห็นการเก็บเกี่ยวจะเริ่มต้นได้เมื่อมีสมอฝ้ายแตกมากพอควร หรือเมื่อฝ้ายมีอายุได้ประมาณ ๑๒๐ วัน หรือ ๔ เดือนหลังจากปลูก การเก็บเกี่ยวฝ้ายจะต้องเก็บเฉพาะฝ้ายแก่แตกปุยขาวดีเท่านั้น และต้องพยายามระวังเก็บให้สะอาด อย่าให้เศษหญ้าหรือใบฝ้ายแห้งปะปน ระยะการเก็บฝ้าย จะเว้นกี่วันถึงเก็บนั้น แล้วแต่จำนวนคนเก็บกับเนื้อที่ไร่ฝ้าย ปกติควรเป็น ๗-๑๐ วันเก็บครั้ง สมอฝ้ายที่แตกปุยแล้ว ถ้าทิ้งไว้นานจะร่วงหล่นลงดิน สกปรกด้วยเศษหญ้าแห้ง เวลาเก็บฝ้ายนั้น ถ้าเป็นไร่ใหญ่ มีคนเก็บน้อย จะเก็บแต่เช้าก็ได้ แต่ถ้าเก็บตอนเช้าน้ำค้างจะจับอยู่ที่ปุยฝ้าย จะต้องนำไปเกลี่ยบาง ๆ ประมาณ ๖-๘ นิ้วผึ่งแดดไว้ ตอนเย็นถึงบรรจุกระสอบได้ แต่ถ้าทำไร่ขนาดเล็ก จะรอให้น้ำค้างที่ติดอยู่กับปุยฝ้ายแห้งเสียก่อน แล้วเก็บใส่กระสอบเลยทีเดียวก็ได้ สมอฝ้ายในไร่อาจมีสมอที่สกปรกหรือมีสีดำ เพราะการทำลายของแมลงปะปนอยู่บ้าง สมอฝ้ายพวกนี้เวลาเก็บควรแยกจากพวกที่สะอาด จะทำให้ได้ฝ้ายคุณภาพดีและได้ราคาดีกว่าเก็บปะปนกัน ระยะเวลาเก็บเกี่ยวอยู่ในระหว่าง ๔๐-๖๐ วัน จะแตกต่างกันแล้วแต่พันธุ์ฝ้ายและคุณสมบัติของดิน ถ้าเป็นดินที่อุ้มน้ำได้ดีและมีอาหารพืชสมบูรณ์ ระยะการเก็บเกี่ยวก็จะมากขึ้น
การบรรจุกระสอบ เมื่อเก็บฝ้ายมาแต่ละวัน และเห็นว่าฝ้ายแห้งดีแล้ว ก็บรรจุกระสอบอัดให้แน่นได้เลย วิธีบรรจุกระสอบที่ดีนั้น ควรจะมีขอเกี่ยวยกปากกระสอบขึ้นให้ก้นกระสอบถึงพื้น แล้วให้คนเข้าในกระสอบใช้เท้ายัดให้แน่น คนส่งฝ้ายเข้ากระสอบก็ส่งเข้าไปเรื่อย ๆ วิธีนี้จะทำให้การบรรจุฝ้ายได้มาก ปกติถ้าใช้กระสอบข้าวสาร โดยใช้กระดาษเหนียวปิดปากกระสอบและใช้เชือกคาดเย็บปิดแล้ว กระสอบหนึ่ง ๆ จะบรรจุฝ้ายได้ประมาณ ๔๐ กิโลกรัม การบรรจุฝ้ายโดยใช้ไม้กระทุ้งให้แน่นไม่ควรทำ เพราะจะทำให้เมล็ดฝ้ายแตกได้
การเก็บเกี่ยวฝ้ายในประเทศที่ปลูกฝ้ายกันเป็นจำนวนมาก ๆ เช่น สหรัฐอเมริกานั้น ในสมัยแรกก็ใช้คนเก็บ แต่ต่อมาเมื่อวิทยาศาสตร์เจริญขึ้นก็มีการผลิตเครื่องเก็บฝ้าย ซึ่งสามารถเก็บฝ้ายได้อย่างรวดเร็ว ทำให้ลดต้นทุนการเก็บเกี่ยวลงได้อย่างมาก
เครื่องจักรเก็บเกี่ยวฝ้ายเริ่มประดิษฐ์ขึ้นใช้ตั้งแต่ปี พ.ศ. ๒๔๕๗ ที่รัฐเทกซัส สหรัฐอเมริกา เป็นเครื่องเก็บชนิดรูดเอาสมอฝ้ายออกจากต้น โดยใช้ม้าลาก ต่อมาจึงได้พัฒนาเครื่องเก็บขึ้นเรื่อย ๆ จนมีเครื่องเก็บเกี่ยวที่มีสมรรถภาพสูง เครื่องเก็บฝ้ายดังกล่าวมี ๒ ชนิด คือ
๑. ชนิดเก็บทั้งสมอ (Stripper type) เครื่องเก็บ ฝ้ายชนิดนี้เป็นการเก็บด้วยการรูดเอาสมอฝ้าย (ปุยกับเปลือกสมอ) ออกจากต้นฝ้าย รวมทั้งสมอฝ้ายที่ยังไม่แตกปุยด้วย แล้วจึงมีเครื่องแยกเอาปุยออกจากเปลือกสมออีกครั้งหนึ่ง เครื่องเก็บชนิดนี้ได้ประดิษฐ์จนถึงขั้นมาตรฐาน ประมาณปี พ.ศ. ๒๔๗๓ มีฝ้ายเหลืออยู่ที่ต้นและตกอยู่บนดินประมาณร้อยละ ๒-๑๐ ถ้าชนิดที่เก็บทีละแถว วันหนึ่งจะเก็บได้เป็นฝ้ายปุยประมาณ ๑,๓๐๐-๒,๑๗๐ กิโลกรัม (๖ - ๑๐ เบล)
๒. ชนิดเก็บเฉพาะปุยฝ้าย (picker type) เครื่องชนิดนี้เก็บเอาเฉพาะปุยฝ้าย (seed cotton) จากเปลือกสมอฝ้ายที่เรียกว่า จำปา ส่วนสมอฝ้ายที่ยังไม่แก่ก็ปล่อยไว้เก็บครั้งต่อไป เครื่องเก็บชนิดนี้ได้ประดิษฐ์จนได้ผลดี ประมาณปี พ.ศ. ๒๔๘๓ ชนิดที่เก็บทีละแถว ๑ ชั่วโมงจะเก็บได้ ๑.๖-๒.๒ ไร่
เครื่องเก็บฝ้ายนี้ได้ช่วยลดต้นทุนการผลิตฝ้ายอย่างมาก จึงเป็นที่นิยมอย่างรวดเร็ว เช่น เมื่อปี พ.ศ. ๒๔๙๘ มีใช้เพียงร้อยละ ๒๓ แต่ในปี พ.ศ. ๒๕๐๘ มีใช้ถึงร้อยละ ๘๕ และปัจจุบันนี้กสิกรในสหรัฐอเมริกาใช้เครื่องจักรเก็บเกี่ยวฝ้ายเกือบร้อยละ ๑๐๐
การใช้เครื่องจักรเก็บเกี่ยวฝ้ายให้ได้ผลดีจะต้องประกอบด้วยการใช้สารเคมี ทำให้ใบฝ้ายร่วงหรือแห้ง (difoliants or disiccants) ซึ่งส่วนใหญ่เป็นสารเคมีพวกแอมโมเนีย (anhydrous ammonia) ในตอนแรก ๆ ใช้ผงแคลเซียมไซยานามิด (calcium cyanamid) ฉีดพ่นในระยะเวลาที่ถูกต้อง นอกจากนี้ ต้องมีพันธุ์ฝ้ายและการปลูกที่เหมาะสม เครื่องจักรจึงจะเข้าทำงานได้อย่างมีสมรรถภาพ
ฝ้ายทั้งเมล็ดที่เก็บจากต้นแล้วนั้น ควรจะมีความชื้นร้อยละ ๖.๕-๘ จึงจะเก็บไว้ได้นาน คุณภาพไม่เสียหากความชื้นสูงหรือเก็บฝ้ายที่มีน้ำค้างเปียกอยู่ จะทำให้คุณภาพเสีย เช่น ขึ้นรา สีเปลี่ยนเป็นคล้ำ ดำ ความเหนียวของเส้นใยลดลง ฉะนั้น ก่อนจะบรรจุฝ้ายเข้ากระสอบจะต้องแน่ใจว่าฝ้ายแห้งสนิทดี
สำหรับฝ้ายที่เก็บด้วยเครื่องจักรนั้น หากฝ้ายเปียกชื้นก็มีเครื่องอบให้แห้ง จนความชื้นอยู่ระหว่างร้อยละ ๖.๕-๘ จึงนำเข้าหีบ และต้องทำโดยเร็ว หลังจากเก็บฝ้ายมาจากไร่
