（1）、北洋時期的山東省區劃
辛亥革命時期，地處北方的山東仍在清政府的控制之下。民國二年（1913年），山東廢府置縣。2月，根據臨時大總統袁世凱頒佈的《劃一現行各道地方行政官廳組織令》，山東分全省為膠東、濟西、岱南、岱北4道。民國三年（1914年）6月，北洋政府公佈《各省所屬道區域表》，上述4道改名為膠東、東臨、濟寧、濟南4道。
- 膠東道，一等。道尹繁要缺，駐福山縣煙臺鎮，轄山東東部26縣；
- 東臨道，三等。道尹簡缺，駐聊城縣，轄山東西部29縣；
- 濟寧道，二等。道尹要缺，駐滋陽縣，轄山東南部25縣；
- 濟南道，一等。道尹繁要缺，駐歷城縣，轄山東北部27縣。
第一次世界大戰中，日軍侵佔我國青島。戰爭結束後，直到民國十二年（1923年）才將青島交還我國，北洋政府在青島設立直屬之膠澳商埠督辦公署。民國十四年，膠澳商埠督辦公署改膠澳商埠局，屬山東省。
民國十四年（1925年）4月，原任蘇皖魯三省剿匪總司令，駐紮徐州的張宗昌（1881—1932，字效坤，山東省掖縣人），被段祺瑞臨時執政任命為山東省軍務督辦。接著，張宗昌又逼走了省主席龔伯衡，自兼省主席。
民國十四年（1925年），山東軍務督辦兼省主席張宗昌下令改濟南、濟寧、東臨、膠東等四道為11道：濟南道（駐歷城，轄10縣）、東昌道（駐聊城，轄12縣）、泰安道（駐泰安，轄7縣）、武定道（駐惠民，轄10縣）、德臨道（駐德縣，轄10縣）、淄青道（駐益都，轄9縣）、萊膠道（駐膠縣，轄9縣）、東海道（駐福山縣煙臺，轄10縣）、琅琊道（駐臨沂，轄7縣）、兗濟道（駐濟寧，轄12縣）、曹濮道（駐菏澤，轄11縣）。但是這一更改，當時並未能獲得段祺瑞政府的同意與批准。
直到民國十五年（1926年）11月29日，張作霖在天津蔡園組建安國軍，並被十五省推為總司令。翌年6月18日，張作霖在北京自行就任軍政府陸海軍大元帥，代表中華民國行使統治權。8月6日，張作霖大元帥令準：“山東改設道區，系參用從前府治及直隸州治遺意，職責較專，治理較易，於地方不無裨益，應準暫行試辦”。8月16日正式任命各道道尹。
但短短半年過後，北伐軍打到山東，狗肉將軍張宗昌和他的私改道，都被掃進了歷史的垃圾堆裡。
（2）、北伐後的山東省區劃
民國十七年（1928年）5月1日，北伐軍克復濟南。日軍為阻撓中國統一，遂於5月3日侵入中國政府機構—山東交涉署，將交涉員蔡公時割去耳鼻，然後槍殺，將交涉署職員全部殺害，並進攻北伐軍駐地。山東省政府為避兵禍，遂於6月遷治泰安縣，次年5月仍遷回歷城縣。
- 濟南市：民國十八年（1929年）7月，山東省政府鑑於濟南人口已逾40萬，已符合設市標準，遂析歷城縣城、城外商埠及四郊置濟南市，直屬於省。民國二十年（1931年），裁撤濟南市，3月仍恢復設市。民國二十六年（1947年）11月，歷城縣遷往城外王舍人莊。
- 青島院轄市：民國十八年（1929年）7月，國民政府設青島特別市。次年5月國民政府頒佈《市組織法》，規定特別市改稱院轄市，直屬於行政院，普通市則改稱省轄市。青島特別市乃於當年9月改稱青島院轄市。
- 威海市：民國十九年（1930年）10月1日，中國收回被英國強租的威海衛，成立威海衛特別行政區，設威海衛管理公署，直屬於行政院。民國三十四年（1945年）10月，改威海市，屬山東省。
- 煙臺市：民國十九年（1930年）。山東省政府將福山縣煙臺商埠區析出，設立煙臺市，行政院以不符合法律要求，未予核准，暫稱煙臺特區，直屬於山東省政府。民國三十五年（1946年）2月析福山、牟平縣之煙臺市，次年5月核準。
- 長山列島：民國十七年（1928年），東北海軍入駐長山列島，翌年正式設立長山八島行政區，直屬於省。民國二十三年（1934年）改置長山八島特區，其後置廢無常，民國二十六年（1937年）1月改屬第七專區。民國三十七年（1948年）10月，以長山八島置東萊設治局。
民國二年（1913年），改濮州為濮縣。民國二十年（1931年），“濮、鄄分治”，於濮縣河東地區設鄄城縣。民國二十五年（1936年），復並鄄城縣入濮縣。
民國二十四年（1935年），在山東開始推行行政督察區制度。當年2月，在全省設置了3個專區：第一區（濟寧）、第二區（菏澤）、第三區（臨沂）；到次年1月，又設置了4個專區：第四區（臨清）、第五區（惠民）、第六區（聊城）、第七區（牟平）；濟南市、煙臺特區、未設置行政督察專員的地區直屬於省。
（3）、抗戰後的山東省區劃
民國二十八年（1939年）2月，山東省主席沈鴻烈所及屬省政府機構、人員、部隊、器械輜重進駐沂水縣東里店。
民國二十七年（1938年），山東省重劃全省為15個區，次年4月裁撤第三區，又省政府直轄各縣。民國三十年（1941年）復設第三區，並增加第十六區。截止民國三十年（1941年）底，名義上山東省的區劃如下：第一區（東阿），第二區（鉅野），第三區（沂水），第四區（清平），第五區（惠民），第六區（聊城），第七區（文登），第八區（安丘），第九區（棲霞），第十區（青城），第十一區（單縣），第十二區（泰安），第十三區（萊陽），第十四區（壽光），第十五區（德平），第十六區（鄒縣）。
民國三十年（1941年）3月，第七區海陽縣劃給第十三區，第十三區即墨劃屬第八區；9月，第一區歷城縣劃屬第十二區；民國三十一年（1942年），第四區德縣劃屬第十五區；
- 魯西行署：民國二十七年（1938年）7月，山東省政府在津浦鐵路西地區設立魯西行署，管轄第二、第四、第六行政督察區；
- 膠東行署：民國二十七年（1938年）秋，山東省政府在膠萊河以東地區設立魯東行轅，次年2月改為膠東行署，管轄第七、第八、第九、第十三行政督察區；
- 魯北行署：民國二十七年（1938年）冬，山東省政府在膠濟鐵路以北地區設立魯北行署，管轄第五、第十、第十四行政督察區；
因山東省政府坐鎮魯南沂蒙山區，故膠濟鐵路以南地區未設立魯南行署，1941年底沈鴻烈調離山東，繼任山東省政府主席的牟中珩旋即於1942年2月將膠東、魯北兩個行署撤銷。1943年夏，于學忠率魯蘇戰區及山東省政府撤離山東，到達安徽阜陽。這樣，國民政府在山東省內基本上就沒有實際控制區了。
民國三十三年（1944年）3月，山東省為適應抗戰形勢，重劃全省十六區：第一區（寧陽），第二區（鉅野），第三區（沂水），第四區（清平），第五區（無棣），第六區（聊城），第七區（文登），第八區（安丘），第九區（棲霞），第十區（青城），第十一區（單縣），第十二區（泰安），第十三區（萊陽），第十四區（壽光），第十五區（曲阜），第十六區（定陶）。
民國三十三年（1944年）12月，何思源（1896—1982，山東菏澤人）任山東省政府主席兼保安司令，撤銷魯西行署，而設立魯北、魯西北、魯西、魯南、魯中、魯東6個省政府辦事處。民國三十四年（1945年），調整各區轄縣，並增置第十七區，主要目的在於迎接美軍在膠州灣登陸。並添置利廣沾棣墾區(隸屬於第五區)、臨冠丘特區(隸屬於第四區)、改煙臺特區為煙臺行政區(隸屬於第七區)。
至抗戰結束前，山東省名義上的區劃序列是：
- 濟南市
- 省政府第一辦事處（魯北），管轄第五區（無棣）、第十區（青城）、第十四區（壽光）；
- 省政府第二辦事處（魯西北），管轄第四區（清平）、第六區（聊城）；
- 省政府第三辦事處（魯西），管轄第二區（鉅野）、第十一區（單縣）、第十六區（定陶）；
- 省政府第四辦事處（魯南），管轄第一區（寧陽）、第三區（沂水）、第十五區（曲阜）；
- 省政府第五辦事處（魯中），管轄第八區（安丘）、第十二區（泰安）、第十七區（高密）；
- 省政府第六辦事處（魯東），管轄第七區（文登），第九區（棲霞）、第十三區（萊陽）。
（4）、日偽的山東省區劃
民國二十六年（1937年）10月初，日華北方面軍第2軍沿津浦線入侵山東境內。11月24日，山東省主席韓復榘率部南逃，日軍遂於11月27日佔領濟南。隨後，日軍主力沿津浦鐵路繼續南犯，另部沿膠濟鐵路東進。民國二十七年（1938年）1月10日，日海軍第4艦隊登陸青島，2月3日攻佔煙臺。至同年11月聊城失陷，山東境內主要城鎮都陷入敵手。
民國二十七年元旦，日寇扶持下的濟南維持會成立；1月10日，青島維持會成立。3月5日，偽華北臨時政府發表命令：成立偽山東省公署，任命濟南維持會會長馬良為山東省省長。
日偽佔領時期，青島仍為特別市，直屬偽華北臨時政府，偽山東省設2市4道：
- 濟南市（面積177.6平方公里，人口50萬，不轄縣）；
- 煙臺市（除轄煙臺市區外，還轄威海專員區、龍口專員區、長山列島專員區）；
- 魯東道，駐煙臺，轄山東東部17縣；1939年6月1日， 即墨、膠縣2縣劃歸青島特別市，1940年3月，2縣分別改稱膠州區、即墨區。
- 魯西道，初設泰安，後遷濟寧，轄山東西部32縣；
- 魯南道，駐益都，轄山東南部21縣；
- 魯北道，駐德縣，轄山東北部37縣；1939年3月劃歷城、章丘、長清、濟陽、齊河等5縣為模範區，直隸於偽山東省。
民國二十九年（1940年）6月11日，山東省撤銷魯東、 魯西、魯南、魯北四道，降煙臺市為道轄市（不再管轄威海與龍口，長山列島專員區則廢入蓬萊縣），重新劃全省為10道：
- 濟南道；寄駐濟南市區，轄7縣；
- 登州道，駐煙臺，轄10縣及煙臺市、龍口特別區、威海衛特別區；1943年8月，將煙臺市及龍口、威海衛2特別行政區由道轄改為省轄。
- 萊濰道，駐濰縣，轄8縣，其中諸城一度屬於沂州道；
- 青州道，駐益都，轄11縣；
- 沂州道，駐臨沂，轄7縣，其中蒙陰一度屬於泰安道 ；
- 兗濟道，駐濟寧，轄12縣；
- 泰安道，駐泰安，轄7縣；
- 曹州道，駐菏澤，轄13縣，其中陽穀、壽張2縣曾一度屬於東臨道；
- 東臨道，駐臨清，一度駐禹城、德縣，轄17縣；
- 武定道，駐惠民，轄13縣。
1944年，偽山東省政府取消青州道，改設青州特別行政公署與張店地區專員公署。
隨著世界反法西斯戰爭形勢不斷好轉，山東抗日鬥爭形勢也日趨好轉，迫使日偽軍不得不逐步縮，猥集於縣城，不但廣大鄉村已不能控制，很多些縣城也被中國軍隊收復，日偽在山東的行政架構日漸坍塌。
（5）、抗戰勝利後的山東省區劃
抗戰勝利後的民國三十五年（1946年），山東省重劃全省為16區，將濟南、煙臺、威海3市由省政府直轄。6月，行政院核准備案。9月，成立龍口市。青島仍然維持院轄市的地位未變。
民國二十六年（1947年）年底，國民黨山東省行政區劃序列：
濟南市、煙臺市、威海市；第一區（滕縣），第二區（濟寧），第三區（臨沂），第四區（臨清），第五區（惠民），第六區（聊城），第七區（福山），第八區（濰縣），第九區（蓬萊），第十區（桓臺縣張店），第十一區（曹縣），第十二區（高密），第十三區（掖縣），第十四區（壽光），第十五區（泰安），第十六區（菏澤）。
復興縣：位於沂蒙山區，民國三十七年（1948年），山東省政府以：該省沂蒙山區位於蒙陰北部，沂水西北，臨朐西南。物產豐富，人口繁密，距各該縣治均甚遙遠，夙稱難治。析蒙陰縣北部、沂水縣西北、臨朐縣西南置，治南麻店。
臨冠邱設治局：1948年改臨冠邱特區為臨冠邱設治局。
但此時，我人民解放軍在山東戰場已處於戰略進攻態勢。到1947年底，除青島市外，國民黨山東省政府已僅能控制濟南、煙臺、龍口3市及下屬17縣。1948年9月，濟南解放，國民黨在山東的統治垮臺！
圖中標有小旗的，系1947年底國民黨山東省政府尚能控制區
