師和警備第4、第5旅及海軍支隊，主力進軍青島，一部向膠濟鐵路東段沿線、膠東半島沿海各城鎮的日偽軍進攻。
由渤海軍區指揮第7師和警備第6、第7旅向津浦鐵路濟南至滄縣（今滄州）段和膠濟鐵路西段沿線的日偽軍進攻，主力配合魯中軍區奪取濟南，一部收復津浦鐵路滄（縣）德（縣）段沿線各要點及壽光、濰縣（今濰坊市）等地。
由魯南軍區指揮第8師和警備第8、第9旅主力奪取徐州，一部向徐州東北外圍地區及津浦鐵路徐州至滋陽段沿線的日偽軍進攻。同時，山東各地由10萬餘名民兵組成數10個“子弟兵團”開赴前線配合主力部隊作戰，還動員10萬餘民工支援前線。
8月中旬起，5路野戰部隊在山東軍區司令員兼政治委員羅榮桓指揮下，向敵占城鎮和交通要道展開反攻。
魯中軍區部隊於8月11日～16日，首先攻克磁村等23個據點。19日～25日，攻克臨胸、博山，並突入膠濟鐵路中段，解放益都、萊蕪和淄川。爾後，第4師越過膠濟鐵路，協同渤海軍區第7師解放章丘。第3師於27日～31日解放周村和新泰，共俘偽軍5000餘人，切斷了膠濟鐵路西段，從東南方向逼近濟南市。
濱海軍區部隊8月21日解放贛榆、青口，切斷隴海鐵路東段，逼近海州、連雲，控制了日照以南、新浦（今連雲港市）以北海岸線，並向膠濟鐵路東段沿線的日偽軍進攻。19日，第1師與濱海支隊解放膠縣，俘偽軍2000餘人，迫使700餘人投降，切斷膠濟鐵路東段，保障了向青島進軍的膠東軍區部隊的翼側安全。
膠東軍區部隊8月17日攻克威海衛（今屬威海市）和牟平。18日～20日，攻佔石島、福山和龍口。
21日～23日收復招遠、黃縣、