抗日戰爭時期，中國共產黨領導山東省軍民創建的敵後抗戰基地。
1937年10月，日軍侵入山東。為開展山東抗日戰爭，中國共產黨山東省委員會根據中共中央關於迅速動員組織人民，建立統一戰線，積極開展遊擊戰爭，建立根據地，獨立自主地堅持山東抗戰的指示，自11月至翌年夏，先後在冀魯邊、魯西北、膠東、清河、泰（山）西、湖(微山湖)西、魯中、魯南、濱海等地發動武裝起義，開展遊擊戰爭，摧毀偽政權、建立抗日民主政權，為山東抗日根據地的創建奠奠定瞭基礎。1938年5月，山東省委擴大為蘇魯豫皖邊區省委（12月改為山東分局），郭洪濤任書記。6月，根據中共中央指示，山東各支起義武裝部隊恢復和使用八路軍遊擊支隊番號。12月，起義武裝統一編成八路軍山東縱隊，張經武任指揮，黎玉任政治委員。同年9月，八路軍第115師政治部副主任兼第343旅政治委員蕭華率旅機關一部到達冀魯邊，同當地抗日武裝會合，統一整編為八路軍東進抗日挺進縱隊，創建瞭冀魯邊抗日根據地。第343旅第685團於年底到達湖西地區後，與山東縱隊挺進支隊合編為第115師蘇魯豫支隊，創建瞭以豐縣、沛縣為中心的湖西抗日根據地。為增強山東抗日遊擊戰爭的骨幹力量，根據中共中央指示和八路軍總部命令，第115師代理師長陳光、政治委員羅榮桓於1939年春率師部及第343旅主力進入山東，先後與山東縱隊第6支隊、蘇魯支隊等部會合，開辟、擴大和鞏固瞭魯西、泰西、魯南抗日根據地。8月1日，八路軍第1縱隊在山東成立，徐向前任司令員，朱瑞任政治委員，統一指揮山東及江蘇北部地區的八路軍部隊。10月，朱瑞接任山東分局書記，並兼任山東軍政委員會書記，統一領導山東黨、政、軍、民工作。1940年6月，蘇魯豫皖邊區和蘇皖邊區劃歸中原局領導。年底，山東分局領導的抗日根據地，包括魯西（含湖西）、魯中、魯南、濱海、膠東、清河、冀魯邊等，擁有人口1200萬，土地3.6萬平方公裡，成立瞭省參議會和行使政府職權的省戰時工作推行委員會，並建立瞭1個行政主任公署，14個專員公署，95個縣抗日民主政府。第115師、山東縱隊及地方武裝發展到12萬餘人。1941年4月1日，山東分局將全省劃分為膠東、清河、冀魯邊、魯中、魯南和魯西6個區。7月，魯西區與冀魯豫區合並，由中共北方局和八路軍總部直接領導。
1941年和1942年，日偽軍對山東抗日根據地進行殘酷的“掃蕩”和“蠶食”，瘋狂推行“治安強化運動”。兩年中，千人以上的“掃蕩”達70餘次，萬人以上的“掃蕩”達9次，其中1941年冬對魯中沂蒙山區根據地的大“掃蕩”兵力達5萬餘人。這一時期國民黨頑固派掀起第二次反共高潮，增派軍隊入魯，配合日偽軍夾擊八路軍，山東根據地遭到嚴重破壞和分割。至1942年年底，根據地人口減少到730萬人，面積縮小到2.5萬平方公裡。根據地軍民在極端困難的局勢下，執行“敵進我進”的方針，堅持開展對敵鬥爭，粉碎瞭日偽軍大規模的“掃蕩”和“蠶食”。為適應鬥爭形勢的需要，根據地黨政機關和部隊進行瞭精兵簡政。1942年8月1日，山東縱隊改稱山東軍區，黎玉任政治委員，王建安任副司令員。
1943年，根據地實行瞭黨的一元化領導，並成立瞭新的山東軍區，羅榮桓任司令員兼政治委員，黎玉任副政治委員，蕭華任政治部主任，轄魯中、魯南、濱海、膠東、清河、冀魯邊6個軍區，所屬部隊編成13個主力團。8月，羅榮桓接任山東分局書記。9月8日，山東省戰時工作推行委員會改為山東省行政委員會。根據地劃分為魯中、魯南、濱海、膠東、清河和冀魯邊6個區，並先後建立瞭行政公署。這一年，山東軍區部隊針對日偽軍繼續以“總力戰”不斷“蠶食”根據地的情況，采取各種形式和靈活策略，廣泛開展群眾性遊擊戰爭和政治攻勢；在根據地內實行減租減息，開展大生產運動，從而扭轉瞭根據地極端困難的形勢。1944年1月，清河區與冀魯邊區合並為渤海區，清河軍區與冀魯邊軍區合並為渤海軍區。1944年和1945年春、夏季，山東軍區部隊連續發起攻勢作戰。1945年8月，山東軍區部隊分5路向日偽軍展開大反攻，經一個多月的連續作戰，殲滅日偽軍6萬餘人，擴大瞭山東抗日根據地。8月10日，山東省行政委員會改為山東省人民政府，黎玉任主席。
山東抗日根據地軍民在八年抗戰中，共作戰2.6萬餘次，殲日偽軍50餘萬人。抗戰結束時，根據地發展到2400萬人口和12.5萬平方公裡的土地，各級民主政府先後成立和逐步健全，並擁有一支27萬餘人的強大武裝力量。