部沂蒙山区的孟良崮战役中，国军最精锐的王牌七十四师被华东野战军消灭。1949年6月2日，中华民国政府第十一绥靖区部队及美军从青岛撤退后，解放军进驻，并将其并入山东管辖。8月12日，第三野战军取得长山列岛战役胜利。至此，解放军完全占领山东省全境。中华人民共和国成立初期，山东西部、河南北部、河北南部新成立平原省，包括今山东省菏泽、聊城等地，1952年撤销该省，将其辖区併入山东、河南。江苏省的徐州和连云港一度也属于山东管辖。1959-1961年，山东省是三年大饥荒时期中最严重的几个省份之一，尤以黄河流经的鲁西