1945年8月9日，毛泽东发表《对日寇的最后一战》的声明。10日，朱德发出全面进攻的命令。这一切，加速了中国抗日战争的最后胜利和日本帝国主义的崩溃。按照中共中央和中央军委的统一部署，1945年８月11日，山东分局和山东军区作出对日伪军进行大反攻的决定，将山东军区各部队编为８个师、11个警备旅、４个独立旅，分为５路大军对拒不投降的日伪军展开大反攻。

　　第一路军的反攻作战 鲁中军区部队组成的第一路军，在前线指挥王建安、政治委员罗舜初的率领下，向济南及胶济路西段、津浦路济南至兖州沿线的日伪军进攻。为准备接收济南，山东军区成立了济南前线总指挥部，萧华任总指挥兼政治委员，王建安任副总指挥，罗舜初任副政治委员，统一指挥鲁中、渤海部队。在济南前线总指挥部指挥下，各部队进展迅速。至当月底，先后解放临朐、莱芜、益都、博山、淄川、章丘、周村、新泰等城镇，切断了胶济路西段，从东、南方向逼近济南市。

　　第二路军的反攻作战 滨海军区部队组成的第二路军，在前线指挥陈士榘、政治委员唐亮率领下，分南北两线作战。南线向陇海路东段沿线之日伪军进攻，21日解放赣榆、青口，切断了陇海路东段，逼近海州、连云港；北线向胶济路东段

　　沿线的日伪军进攻，l9日解放胶县，切断了胶济路东段。

　　第三路军的反攻作战 胶东军区部队组成的第三路军，在前线指挥许世友、政治委员林浩的率领下，分东、西、南、北4线同时向胶济路东段沿线、胶东半岛沿海各城市的日伪军进攻。至26日，解放了牟平、威海卫、福山、石岛、龙口、招远、莱阳、黄县、蓬莱、烟台、即墨等城镇，突破了崂山防线，攻占了流亭机场，逼近青岛市区。

　　第四路军的反攻作战 渤海军区部队组成的第四路军，在前线指挥杨国夫、政治委员景晓村率领下，分南、北、中3线同时向津浦路济南至沧州段和胶济路西段沿线的日伪军进攻。至当月底，解放了寿光、临邑、桓台、广饶、博兴、昌邑、长山、邹平、宁津、新海、阳信、德平、临淄、辛店、惠民等城镇，切断了胶济路中段，与第一路部队会合，从东北方向逼近济南市。

　　第五路军的反攻作战 鲁南军区部队组成的第五路军，在前线指挥张光中、政治委员王麓水率领下，向徐州东北外围地区津浦路徐州至兖州沿线之日伪军进攻。8月下旬解放了泗水、曲阜及台儿庄、官桥火车站，切断了津浦路，直逼徐州市。

　　调整战略部署 山东解放区八路军5路大军积极协同作战，迅速将日伪军压缩在铁路沿线和根据地内之孤立城市。与此同时，由于美、蒋、日、伪加紧勾结，使八路军夺取大城市的计划难于实现。在此情况下，中共中央和中央军委决定改变方针，于8月22日、23日与26日，连续发布指示，强调以必要兵力着重于夺取小城市及广大乡村，并争取控制重要铁路路段。根据上述指示，济南前线指挥部撤销。各大战略区立即调整部署，以部分兵力继续威胁大城市，主力迅速转向夺取中小城镇，并控制广大乡村。一面加紧破袭津浦、胶济、陇海等铁路上敌人控制的路段，一面对残存于根据地内的县城及重要村镇之敌展开进攻，相继发起诸城、峄县、临沂、平度、无棣、商河等战役。

　　光复诸城、日照 滨海军区第一师抓住战机，于9月5日，向驻诸城伪军张步云部发起攻击，迅速占领全城，俘伪军2100余人，张率残部逃往高密。9月8日，日照守敌弃城逃窜。诸城和日照的解放，使滨海区北部除诸城东南的泊儿镇以外，完全成为解放区。

　　光复峄县 9月7日晚，八路军鲁南军区第八师向徐州外围的孤立据点峄县发起攻击，至8日凌晨2时，全歼守城伪军1500余人，日军200余人于8日晚突围逃往枣庄。

　　光复临沂 8月16日，临沂日军逃往枣庄，伪军许兰笙部、邵子厚部、王洪九部共同占据该城，企图固守顽抗。8月17日，八路军滨海军区、鲁中军区各一部向守城伪军发起攻击。经26天激战，至9月11日上午7时，完全占领临沂城，歼伪军2000余人，生擒汉奸许兰笙、邵子厚。临沂城的解放，使鲁南、鲁中、滨海3块根据地完全连成一片。至此，胶济路南根据地内的县城除安丘外，已全部解放。

　　光复平度 自日军宣布投降后，驻招远、莱阳、掖县等地的伪军王铁相部、张松山部、李德元部等先后窜集平度城，与日军一起负隅顽抗，城内共有伪军6000余人、日军600余人，成为胶东腹地最后的也是最大的一个日伪军堡垒。9月7日，八路军胶东军区第五师一部及警备第五旅，向平度守敌发起攻击。8日上午，日军逃往高密。10日7时，全歼守敌，俘伪军5000余人，毙伤伪军700余人。至此，胶东半岛除青岛、即墨外，已全部解放。

　　光复无棣等县城 八路军渤海军区，对残存于根据地内之伪军积极展开进攻，于8月30日解放邹平、青城，9月1日解放惠民，4日解放济阳，6日解放齐东，9日解放盐山，l0日解放宁津。残敌望风披靡，解放区迅速扩大。9月10日，渤海军区各路部队在惠(民)滨(县)青(城)阳(信)边区构成了一个周围长达80公里的大包围圈，将伪皇协护民军成建基等部4000余人包围，歼灭其大部。9月13日，军区主力一部将伪武定道皇协军张子良部6000余人包围于无棣城，至17日夜，将其全歼，并击毙张子良。无棣的解放，使渤海区腹地完全连成一片，仅余新海、商河两城尚为伪军所占。

　　光复商河 大反攻开始后，德平、济阳及商河境内之伪军群集于商河城。9月5日，渤海军区主力一部在地方武装和广大民兵配合下，包围了该城。经过21天的围困之后，于26日发起总攻，全歼守敌，俘伪军4500余人。这时，新海已于24日收复，渤海区腹地县城已全部解放。

　　山东解放区八路军经过1个多月的大反攻作战，获得了巨大胜利，到9月底止，共计解放县城46座，解放烟台、威海卫等城市、港口6处，攻占了火车站35处，歼灭日伪军6万余人。此时，胶济路、津浦路、陇海路均被八路军切断，济南、青岛、徐州、连云港等城市都处在解放区的包围之中。

　　冀鲁豫区抗日根据地军民进行大反攻 大反攻第一阶段的任务是进攻大城市。腹地广大军民对残留在边区内的日伪军发动了强大的攻势，配合外线八路军主力作战。8月14日至23日，第一军分区(泰运)部队攻克东阿、平阴、肥城等县城，配合山东部队向济南逼进。第八军分区(运西)民兵2000余人，在军分区及武委会领导下，于15日围攻并解放鄄城。第十军分区(鲁西南)部队于8月20日收复鱼台县城。自8月14日到24日，边区大反攻第一阶段任务胜利结束。

　　1945年8月26日，冀鲁豫边区大反攻第二阶段开始，主要任务是扩大解放区，攻占中小城市。长垣解放后，八路军随即向曹县逼近。8月26日，第十军分区第十七团及东垣县基干大队解放定陶县城。9月5日，第十一军分区部队攻克成武县城，从而使曹县县城完全孤立起来。10日，第三纵队进至曹县城郊，将该城严密包围。l3日至15日，八路军先后向曹县发起三次攻击均未成功。18日7时，八路军发起第四次攻击，采取诱敌出洞、突然袭击的战术，攻克曹县城。此战，八路军毙伤朱晓堂部600余人，俘伪团长王秋濯、赵子诚以下2000余名，缴机枪24挺，长短枪2700多支。与此同时，冀鲁豫军区其他部队继续向边沿区日伪军驻守的城镇据点发起攻击，先后解放了齐河、茌平等县城。

　　八年抗战中，山东军民共对敌作战7.8万余次，毙伤俘日伪军53万余人，缴获各种枪21万余支、炮900多门及大量军用物资。同时八路军自身也得到发展壮大。到抗战胜利时，山东八路军发展到27万人，民兵发展到50万人，自卫团发展到150万人。若山东解放区与冀鲁豫解放区合并计算，两区共有人民军队33万，约占全国人民军队总数的四分之一。