水蜜桃在常温下通常可保存2-3天，冷藏条件下可延长至5-7天。实际保质期受到成熟度、储存温度、表皮完整度、环境湿度以及是否接触乙烯气体等因素影响。
完全成熟的水蜜桃质地柔软且甜度高，但保存时间较短，需尽快食用。七八分熟的桃子硬度较高，果肉尚未完全软化，在冷藏环境中能延缓后熟过程。购买时可选择果皮无淤伤、轻捏有轻微弹性的果实，这类桃子更适合短期储存。
25℃以上高温环境会加速水蜜桃腐烂，12-15℃阴凉通风处可维持2天左右。冰箱冷藏室4℃条件下，能有效抑制微生物繁殖，但需注意避免与香蕉等释放乙烯的水果混放。低温储存时建议用透气纸袋包裹，防止冷凝水导致霉变。
果皮出现划痕或压伤时会滋生霉菌，保质期缩短至1天内。表面绒毛完整的水蜜桃具有天然保护层，能减少水分流失和细菌侵入。清洗会破坏表皮防护，建议食用前再冲洗，储存期间保持干燥状态更利于保鲜。
湿度过高易引发霉变，湿度过低会导致果皮皱缩。冷藏时可用打湿的厨房纸包裹蒂部，维持局部适度湿润。整箱储存时可垫入吸水纸调节湿度，避免堆叠挤压产生机械损伤。
苹果、梨等水果释放的乙烯会加速水蜜桃软化腐烂。单独存放能延长保鲜期，若需催熟可将水蜜桃与苹果密封存放12小时。已切开的果肉接触空气易氧化，应用保鲜膜密封冷藏并24小时内食用完毕。
建议根据食用计划选择不同成熟度的水蜜桃，近期食用的可挑选软熟果实，需保存较久的宜选硬质未完全成熟的。储存期间每日检查果实状态，出现局部褐变应立即切除变质部分后尽快食用。制作果酱或冷冻保存可延长食用期限，冷冻前需去皮切块并用柠檬汁防止褐变，解冻后适合用于烘焙或制作饮品。食用前注意观察是否有发酵酒味或霉斑，变质水果务必丢弃。
