（1）、北洋时期的山东省区划
辛亥革命时期，地处北方的山东仍在清政府的控制之下。民国二年（1913年），山东废府置县。2月，根据临时大总统袁世凯颁布的《划一现行各道地方行政官厅组织令》，山东分全省为胶东、济西、岱南、岱北4道。民国三年（1914年）6月，北洋政府公布《各省所属道区域表》，上述4道改名为胶东、东临、济宁、济南4道。
- 胶东道，一等。道尹繁要缺，驻福山县烟台镇，辖山东东部26县；
- 东临道，三等。道尹简缺，驻聊城县，辖山东西部29县；
- 济宁道，二等。道尹要缺，驻滋阳县，辖山东南部25县；
- 济南道，一等。道尹繁要缺，驻历城县，辖山东北部27县。
第一次世界大战中，日军侵占我国青岛。战争结束后，直到民国十二年（1923年）才将青岛交还我国，北洋政府在青岛设立直属之胶澳商埠督办公署。民国十四年，胶澳商埠督办公署改胶澳商埠局，属山东省。
民国十四年（1925年）4月，原任苏皖鲁三省剿匪总司令，驻扎徐州的张宗昌（1881—1932，字效坤，山东省掖县人），被段祺瑞临时执政任命为山东省军务督办。接着，张宗昌又逼走了省主席龚伯衡，自兼省主席。
民国十四年（1925年），山东军务督办兼省主席张宗昌下令改济南、济宁、东临、胶东等四道为11道：济南道（驻历城，辖10县）、东昌道（驻聊城，辖12县）、泰安道（驻泰安，辖7县）、武定道（驻惠民，辖10县）、德临道（驻德县，辖10县）、淄青道（驻益都，辖9县）、莱胶道（驻胶县，辖9县）、东海道（驻福山县烟台，辖10县）、琅琊道（驻临沂，辖7县）、兖济道（驻济宁，辖12县）、曹濮道（驻菏泽，辖11县）。但是这一更改，当时并未能获得段祺瑞政府的同意与批准。
直到民国十五年（1926年）11月29日，张作霖在天津蔡园组建安国军，并被十五省推为总司令。翌年6月18日，张作霖在北京自行就任军政府陆海军大元帅，代表中华民国行使统治权。8月6日，张作霖大元帅令准：“山东改设道区，系参用从前府治及直隶州治遗意，职责较专，治理较易，于地方不无裨益，应准暂行试办”。8月16日正式任命各道道尹。
但短短半年过后，北伐军打到山东，狗肉将军张宗昌和他的私改道，都被扫进了历史的垃圾堆里。
（2）、北伐后的山东省区划
民国十七年（1928年）5月1日，北伐军克复济南。日军为阻挠中国统一，遂于5月3日侵入中国政府机构—山东交涉署，将交涉员蔡公时割去耳鼻，然后枪杀，将交涉署职员全部杀害，并进攻北伐军驻地。山东省政府为避兵祸，遂于6月迁治泰安县，次年5月仍迁回历城县。
- 济南市：民国十八年（1929年）7月，山东省政府鉴于济南人口已逾40万，已符合设市标准，遂析历城县城、城外商埠及四郊置济南市，直属于省。民国二十年（1931年），裁撤济南市，3月仍恢复设市。民国二十六年（1947年）11月，历城县迁往城外王舍人庄。
- 青岛院辖市：民国十八年（1929年）7月，国民政府设青岛特别市。次年5月国民政府颁布《市组织法》，规定特别市改称院辖市，直属于行政院，普通市则改称省辖市。青岛特别市乃于当年9月改称青岛院辖市。
- 威海市：民国十九年（1930年）10月1日，中国收回被英国强租的威海卫，成立威海卫特别行政区，设威海卫管理公署，直属于行政院。民国三十四年（1945年）10月，改威海市，属山东省。
- 烟台市：民国十九年（1930年）。山东省政府将福山县烟台商埠区析出，设立烟台市，行政院以不符合法律要求，未予核准，暂称烟台特区，直属于山东省政府。民国三十五年（1946年）2月析福山、牟平县之烟台市，次年5月核准。
- 长山列岛：民国十七年（1928年），东北海军入驻长山列岛，翌年正式设立长山八岛行政区，直属于省。民国二十三年（1934年）改置长山八岛特区，其后置废无常，民国二十六年（1937年）1月改属第七专区。民国三十七年（1948年）10月，以长山八岛置东莱设治局。
民国二年（1913年），改濮州为濮县。民国二十年（1931年），“濮、鄄分治”，于濮县河东地区设鄄城县。民国二十五年（1936年），复并鄄城县入濮县。
民国二十四年（1935年），在山东开始推行行政督察区制度。当年2月，在全省设置了3个专区：第一区（济宁）、第二区（菏泽）、第三区（临沂）；到次年1月，又设置了4个专区：第四区（临清）、第五区（惠民）、第六区（聊城）、第七区（牟平）；济南市、烟台特区、未设置行政督察专员的地区直属于省。
（3）、抗战后的山东省区划
民国二十八年（1939年）2月，山东省主席沈鸿烈所及属省政府机构、人员、部队、器械辎重进驻沂水县东里店。
民国二十七年（1938年），山东省重划全省为15个区，次年4月裁撤第三区，又省政府直辖各县。民国三十年（1941年）复设第三区，并增加第十六区。截止民国三十年（1941年）底，名义上山东省的区划如下：第一区（东阿），第二区（巨野），第三区（沂水），第四区（清平），第五区（惠民），第六区（聊城），第七区（文登），第八区（安丘），第九区（栖霞），第十区（青城），第十一区（单县），第十二区（泰安），第十三区（莱阳），第十四区（寿光），第十五区（德平），第十六区（邹县）。
民国三十年（1941年）3月，第七区海阳县划给第十三区，第十三区即墨划属第八区；9月，第一区历城县划属第十二区；民国三十一年（1942年），第四区德县划属第十五区；
- 鲁西行署：民国二十七年（1938年）7月，山东省政府在津浦铁路西地区设立鲁西行署，管辖第二、第四、第六行政督察区；
- 胶东行署：民国二十七年（1938年）秋，山东省政府在胶莱河以东地区设立鲁东行辕，次年2月改为胶东行署，管辖第七、第八、第九、第十三行政督察区；
- 鲁北行署：民国二十七年（1938年）冬，山东省政府在胶济铁路以北地区设立鲁北行署，管辖第五、第十、第十四行政督察区；
因山东省政府坐镇鲁南沂蒙山区，故胶济铁路以南地区未设立鲁南行署，1941年底沈鸿烈调离山东，继任山东省政府主席的牟中珩旋即于1942年2月将胶东、鲁北两个行署撤销。1943年夏，于学忠率鲁苏战区及山东省政府撤离山东，到达安徽阜阳。这样，国民政府在山东省内基本上就没有实际控制区了。
民国三十三年（1944年）3月，山东省为适应抗战形势，重划全省十六区：第一区（宁阳），第二区（巨野），第三区（沂水），第四区（清平），第五区（无棣），第六区（聊城），第七区（文登），第八区（安丘），第九区（栖霞），第十区（青城），第十一区（单县），第十二区（泰安），第十三区（莱阳），第十四区（寿光），第十五区（曲阜），第十六区（定陶）。
民国三十三年（1944年）12月，何思源（1896—1982，山东菏泽人）任山东省政府主席兼保安司令，撤销鲁西行署，而设立鲁北、鲁西北、鲁西、鲁南、鲁中、鲁东6个省政府办事处。民国三十四年（1945年），调整各区辖县，并增置第十七区，主要目的在于迎接美军在胶州湾登陆。并添置利广沾棣垦区(隶属于第五区)、临冠丘特区(隶属于第四区)、改烟台特区为烟台行政区(隶属于第七区)。
至抗战结束前，山东省名义上的区划序列是：
- 济南市
- 省政府第一办事处（鲁北），管辖第五区（无棣）、第十区（青城）、第十四区（寿光）；
- 省政府第二办事处（鲁西北），管辖第四区（清平）、第六区（聊城）；
- 省政府第三办事处（鲁西），管辖第二区（巨野）、第十一区（单县）、第十六区（定陶）；
- 省政府第四办事处（鲁南），管辖第一区（宁阳）、第三区（沂水）、第十五区（曲阜）；
- 省政府第五办事处（鲁中），管辖第八区（安丘）、第十二区（泰安）、第十七区（高密）；
- 省政府第六办事处（鲁东），管辖第七区（文登），第九区（栖霞）、第十三区（莱阳）。
（4）、日伪的山东省区划
民国二十六年（1937年）10月初，日华北方面军第2军沿津浦线入侵山东境内。11月24日，山东省主席韩复榘率部南逃，日军遂于11月27日占领济南。随后，日军主力沿津浦铁路继续南犯，另部沿胶济铁路东进。民国二十七年（1938年）1月10日，日海军第4舰队登陆青岛，2月3日攻占烟台。至同年11月聊城失陷，山东境内主要城镇都陷入敌手。
民国二十七年元旦，日寇扶持下的济南维持会成立；1月10日，青岛维持会成立。3月5日，伪华北临时政府发表命令：成立伪山东省公署，任命济南维持会会长马良为山东省省长。
日伪占领时期，青岛仍为特别市，直属伪华北临时政府，伪山东省设2市4道：
- 济南市（面积177.6平方公里，人口50万，不辖县）；
- 烟台市（除辖烟台市区外，还辖威海专员区、龙口专员区、长山列岛专员区）；
- 鲁东道，驻烟台，辖山东东部17县；1939年6月1日， 即墨、胶县2县划归青岛特别市，1940年3月，2县分别改称胶州区、即墨区。
- 鲁西道，初设泰安，后迁济宁，辖山东西部32县；
- 鲁南道，驻益都，辖山东南部21县；
- 鲁北道，驻德县，辖山东北部37县；1939年3月划历城、章丘、长清、济阳、齐河等5县为模范区，直隶于伪山东省。
民国二十九年（1940年）6月11日，山东省撤销鲁东、 鲁西、鲁南、鲁北四道，降烟台市为道辖市（不再管辖威海与龙口，长山列岛专员区则废入蓬莱县），重新划全省为10道：
- 济南道；寄驻济南市区，辖7县；
- 登州道，驻烟台，辖10县及烟台市、龙口特别区、威海卫特别区；1943年8月，将烟台市及龙口、威海卫2特别行政区由道辖改为省辖。
- 莱潍道，驻潍县，辖8县，其中诸城一度属于沂州道；
- 青州道，驻益都，辖11县；
- 沂州道，驻临沂，辖7县，其中蒙阴一度属于泰安道 ；
- 兖济道，驻济宁，辖12县；
- 泰安道，驻泰安，辖7县；
- 曹州道，驻菏泽，辖13县，其中阳谷、寿张2县曾一度属于东临道；
- 东临道，驻临清，一度驻禹城、德县，辖17县；
- 武定道，驻惠民，辖13县。
1944年，伪山东省政府取消青州道，改设青州特别行政公署与张店地区专员公署。
随着世界反法西斯战争形势不断好转，山东抗日斗争形势也日趋好转，迫使日伪军不得不逐步缩，猥集于县城，不但广大乡村已不能控制，很多些县城也被中国军队收复，日伪在山东的行政架构日渐坍塌。
（5）、抗战胜利后的山东省区划
抗战胜利后的民国三十五年（1946年），山东省重划全省为16区，将济南、烟台、威海3市由省政府直辖。6月，行政院核准备案。9月，成立龙口市。青岛仍然维持院辖市的地位未变。
民国二十六年（1947年）年底，国民党山东省行政区划序列：
济南市、烟台市、威海市；第一区（滕县），第二区（济宁），第三区（临沂），第四区（临清），第五区（惠民），第六区（聊城），第七区（福山），第八区（潍县），第九区（蓬莱），第十区（桓台县张店），第十一区（曹县），第十二区（高密），第十三区（掖县），第十四区（寿光），第十五区（泰安），第十六区（菏泽）。
复兴县：位于沂蒙山区，民国三十七年（1948年），山东省政府以：该省沂蒙山区位于蒙阴北部，沂水西北，临朐西南。物产丰富，人口繁密，距各该县治均甚遥远，夙称难治。析蒙阴县北部、沂水县西北、临朐县西南置，治南麻店。
临冠邱设治局：1948年改临冠邱特区为临冠邱设治局。
但此时，我人民解放军在山东战场已处于战略进攻态势。到1947年底，除青岛市外，国民党山东省政府已仅能控制济南、烟台、龙口3市及下属17县。1948年9月，济南解放，国民党在山东的统治垮台！
图中标有小旗的，系1947年底国民党山东省政府尚能控制区
