1945年8月，山东军区为执行大反攻任务将各军区主力部队及基干部队整编为山东解放军野战兵团，共组建了八个野战师、十二个警备旅。当时，山东军区辖五个二级军区，其中第一师、第二师由滨海军区部队编成，第三师、第四师由鲁中军区部队编成，第五师、第六师由胶东军区部队编成，第七师由渤海军区部队编成，第八师由鲁中军区部队编成。

山东军区第一师由滨海军区第一（滨北）军分区机关及军区部队整编而成，滨北军分区司令员梁兴初任师长，政治委员是梁必业。第一师辖三个团，其中第一团、第二团分别由滨海军区第六团、第十三团改称，这两个团均为山东军区十四个主力团之一。抗战胜利后，第一师挺进东北，后被编入东北野战军第一纵队，梁兴初曾任38军军长等职，1955年授衔中将。

山东军区第二师由滨海军区第二（滨南）军分区机关及军区部队整编而成，滨南军分区司令员罗华生任师长，政治委员为刘兴元。第二师辖第四、第五、第六团，第四团、第五团分别由原山东军区十四个主力团之一的滨海军区第四团、第二十三团改称。抗战胜利后，第二师同样挺进东北，后也被编入东北野战军第一纵队，1955年罗华生被授予少将军衔。

山东军区第三师由鲁中军区部队编成，师长由鲁中军区司令员王建安兼任，政治委员是周赤萍。第三师辖第七、第八及第九团，第七团、第八团分别由鲁中军区第一团、第二团改称，这两个团原也都为山东军区主力团。抗战胜利后，第三师全师挺进东北，后被编入东北野战军第三纵队，师长王建安则留在山东，后曾任山东兵团副司令员、第七兵团司令员，1956年授衔上将。

山东军区第四师由鲁中军区部队编成，师长为廖荣标，政治委员王一平。第四师辖第十、第十一及第十二团，第十团由原鲁中军区第四团改称，此团为原山东军区主力团。抗战胜利后，第四师留在山东，华东野战军成立后被编入华东野战军第八纵队，廖荣标后曾任渤海军区副司令员等职，1955年授衔中将。

山东军区第五师由胶东军区部队编成，师长为吴克华，政治委员彭嘉庆。第五师辖第十三、十四、十五团，其中第十三团、第十四团分别由原山东军区主力团胶东第十三、十六团改称。抗战胜利后，第五师大部（第十四、十五团）挺进东北，后被编入东北野战军第四纵队，第十三团后被编入胶东军区第二次组建的第五师，吴克华曾任41军军长等职，1955年授衔中将。

山东军区第六师由胶东军区部队编成，师长聂凤智，政治委员李丙令。第六师辖第十六、十七及十八团，第十六团为原山东军区十四个主力团之胶东第十四团改称。抗战胜利后，第六师挺进东北，后被编入东北野战军第四纵队，师长聂凤智留任胶东军区，后曾任胶东军区第二次组建的第五师师长、华东野战军第九纵队副司令员、司令员等职，1955年授衔中将。

山东军区第七师由渤海军区部队整编而成，师长杨国夫，政治委员周贯五。第七师辖第十九、二十及二十一团，其中第十九团为原山东军区主力团之一的渤海军区直属团改称。第七师在抗战胜利后挺进东北，后被编入东北野战军第六纵队，师长杨国夫后曾任东北野战军第六纵队副司令员等职，1955年授衔中将。

山东军区第八师由鲁南军区部队整编而成，由王麓水任第八师师长兼政治委员。第八师辖第二十二团、二十三团及二十四团，第二十二团、二十三团分别由鲁南军区第三团、第五团改称，这两个团原也都为山东军区主力团。1946年初，第八师被编入山东野战军，后被编入华东野战军第三纵队，王麓水于1945年底于滕县战斗中牺牲。