在春季攻势作战频传的捷报声中，一九四五年四月间，迎来了中国共产党第七次全国代表大会的胜利召开。
罗荣桓由于工作的需要未能出席这次大会，被大会选为中央委员，黎玉和万毅当选为候补中央委员。消息传到山东，山东分局、军区的干部们向罗荣桓表示祝贺。宣传部门有些干部酝酿着印制罗荣桓的头像。
印制头像，这已是第二次提议了。第一次是在一九四一年。第一一五师政治部准备出版《战士》杂志。编辑那逖看到有的地区的杂志刊登了该区领导人的头像，便准备在《战士》杂志的扉页上刊登罗荣桓的像。当时没有条件制铜版，那逖便照像片刻了一张木刻像。罗荣桓知道了这件事，告诉宣传部长赖可可说：“杂志不要登我的像。要登就登毛主席、朱总司令的像。”
那逖刻那幅木刻，很费了一番心血。当他听赖可可传达了罗荣桓的意见后，只好把那块木刻板珍藏起来，在反“扫荡”中多次轻装，都没有舍得丢掉。
罗荣桓当选为中央委员后，有些人又建议印制头像。罗荣桓让宣传部副部长陈沂制止这件事。陈还想说服他：“这样做是出于同志们对你的尊重。”
罗荣桓摇摇头：“尊重可以，但也不必把我的像挂到墙上去啊！现在的当务之急是贯彻七大的精神。要扎扎实实地做工作，而不要去搞这些事。”
为了贯彻七大的精神，五月八日，罗荣桓发表了《学习〈论联合政府〉是实现党的任务的首要任务》一文。文章指出，中国解放区人民早已选定了人民的路线，新民主主义路线。但是，在我们队伍中还有少数人担心这样做会引起同国民党的分裂，害怕国民党制造内战。他们只看到装备就是准备反攻的一切，其余的看不到，因而认为依靠国民党，才可能反攻，八路军新四军只能起配合作用。
罗荣桓在批评了这种错误倾向后，提出要独立自主地准备反攻，这一问题罗荣桓早在一九四四年军事工作会议时就已提出。他在那次会议的总结中说：“……准备和进行反攻，必须以我们为主，不能依靠盟国，更不能把希望寄托在国民党身上。”他还指出，国民党反动集团可能制造国内突然事变，因此我们部队要有更加巩固的战斗力。
罗荣桓发表这篇文章的第二天，五月九日。德国法西斯无条件投降，欧战结束。中国抗战的胜利亦已在望。少数干部战士在新的形势下又产生了新的思想问题。他们受到“打败日本好回家”口号的影响，战斗意志有所松懈。“打败日本好回家”，本是抗日初期一首歌曲的歌词。一开始唱还感觉不到什么，到了一九四五年便明显暴露出它的局限性了。罗荣桓及时提出，用“哪里有敌人就打到哪里去”代替前一个口号，从而有力地鼓舞了广大指战员的战斗意志，为反攻和准备战后的斗争作了又一次动员。
为了独立自主地进行反攻，继春季攻势之后，罗荣桓又主持制定了山东的《五、六、七三个月的作战计划》。
长期以来罗荣桓有一个重要设想，就是要把山东五个战略区打成一片。为此，必须集中力量打通胶济路东段的两侧地区，因为，这里正是渤海、胶东、鲁中、滨海四个战略区的联结点。而当时在山东的伪军和顽军中，除吴化文部已经西窜泰山地区外，其余部队大都麇集于这一地区。《五、六、七三个月的作战计划》规定的作战对象主要就是这些部队。
一九四五年五月一日，日军突然增兵山东，用三万人的兵力，以鲁中、滨海地区为重点，举行了全区性的“扫荡”。罗荣桓获悉后决定，《三个月的作战计划》暂时停止执行，各军区立即转入反“扫荡”。
在反“扫荡”中，罗荣桓同过去一样除了指挥部署各军区部队作战外，还亲自率领军区机关与敌周旋。这时他的病情仍然很重，尿血不止。毛泽东得知后，于六月九日致电罗荣桓：“病未好甚系念。拟派林彪同志来鲁，尚未最后决定。稍迟当可酌定电告。你可于休养中，在病情许可下指示大政方针。工作多交黎玉同志办。”
然而，在敌后频繁的反“扫荡”中，缺乏休养的条件。尽管他行军时不得不坐担架，但仍然以惊人的毅力，坚持指挥。由于他对敌情的周密判断和果断指挥，使军区机关多次巧妙地躲过了敌人的合击。
经过二十余天的奋战，五月下旬，各区先后胜利结束了反“扫荡”，歼灭日伪军五千余人，攻克了邳县，收复了此次“扫荡”中被敌占领的蒙阴县城及据点一百四十多个，保卫了滨海区日照县的安东卫海口，粉粹了敌人企图完全控制山东东南沿海的企图，扩大了根据地。
然而，在此次“扫荡”中，敌人占领了胶东海阳县沿海地区、滨海的莒县城和柘汪海口，打通了日（照）莒（县）公路。日军自连云港到青岛沿海，增加到五个旅团；在济南与泰安之间有主力第五十九师团，随时准备机动；有相当三个旅团的兵力分布于津浦、胶济沿线。日军在山东的实力增加到十万人。
这种新情况，很容易让人联想起一九四一年和一九四二年两次大“扫荡”。那时日军最多达到五万人，而现在则超过一倍，当然增加了形势的严重性。在反“扫荡”结束后，究竟是分散兵力准备迎接敌人新的进攻，还是仍然坚持既定的作战计划，乘敌“扫荡”后疲惫之际，适当集中兵力，继续发动攻势作战，以迎接大反攻呢？这是一个需要审慎决定的问题。
罗荣桓在六月二日发出的山东分局《关于山东目前战争形势及紧急动员的指示》中指出：目前山东新的紧张形势，“基本上是由于苏联强大红军攻占柏林、欧洲反法西斯战争胜利结束后，同盟军行将登陆而引起来的新的变化。同时，也由于我山东解放区年来之扩大，不但收复了一些重要城镇，而且控制了一千余里长的海岸线，并直接威胁青岛、济南、徐州三大城市与津浦、陇海、胶济三大交通干线”的结果。
他认为，在这种新形势下敌人的“扫荡”的性质和规律都和过去根本不同了。重现一九四二年的局面不是绝对没有可能，但可能性也不大了。
六月十九日，罗荣桓把山东斗争情况电告毛泽东并转林彪，决心继续执行因反“扫荡”中断了的《三个月作战计划》。
七月十二日，罗荣桓、黎玉、肖华致电各军区，重新调整了部署，准备延长作战时间一个月，争取八月底彻底完成。新的攻势除仍以胶济路东段两侧为重点以外，还要扩展到山东全区。
各军区根据山东军区的命令，进行了大规模的攻势作战。自六月初至八月上旬的两个多月内，共进行了十余次较大战役，歼日军三百余人，伪军三万余人，扩大了解放区约一。一万平方公里，解放了郯城、邳县、蒲台、滨县、南皮、沾化、德平、庆云、费县九座县城和羊角沟海口（寿光东北）、景芝（诸城以北）、马头（郯城以西）三座重镇。各解放区之间扩大了联系。胶济、津浦、陇海三条铁路干线暴露在我军直接打击之下。在胶济路东段两侧地区的伪军厉文礼、张步云、张景月、张天佐、李德元、阎珂卿、赵保原、王豫民等部，以及在鲁南区的张里元、梁钟亭、申从周、王洪九等部，或被歼灭，或遭严重打击。在泰山区的吴化文部被歼千人后又于六月间逃窜到安徽。
这时，山东八路军由于已经控制了渤海和黄海绵长的海岸线和许多出海口，八路军海上武装力量有了发展，海上游击战大大活跃起来，取得很大战果。山东八路军和华中新四军的海上联系也更加密切，为扩大海上贸易创造了有利条件。
经过三个月作战，山东的形势有了巨大转变。胶济路两侧和鲁南地区的伪军大部分扫掉了，几个战略区连成了一片。山东多年没有解决的问题，基本得到了解决。以我为主、准备反攻的局面在山东已经形成，大反攻和争取抗日战争最后胜利的曙光已经出现在眼前。
七月初，为纪念抗战八周年，罗荣桓欣然命笔，撰写了《处在总反攻前夜的山东解放区》，于七月七日在《大众日报》发表。罗荣桓写道：“津浦（路）沂水以东直至沿海七百里绵长的海岸线，与陇海路以北跨过胶济路直至河北平原，这里有山东五块大的解放区，已在我军胜利作战之下，互相打通而联系起来了。这里包括有一千七百万人口，二十万八路军的正规军、游击队，五十万民兵与几百万普通的人民自卫武装，已统一组成为一支坚持抗战与建设新民主主义的雄厚势力。这是经过了七年来的苦斗创造出来的，而且有了屹立不可动摇的基础，一如泰山之不可拔一样。”
最后，罗荣桓写道：敌人五月间的疯狂“扫荡”，已是垂死挣扎，“整个的形势是新局面的到来，处于总反攻的前夜。我各解放区已经过了严重的考验而愈益强大起来了。我们将以更加兴奋的心情、坚定的意志，贯彻着历史任务的完成。”
一九四四年七月三十日，毛泽东曾在一封致山东分局的电报中提出：工作的“着重点应放在准备条件，使我党能在美军登陆后获得猛烈发展，控制山东全局。”经过一年努力，完成毛泽东提出的任务，已经是时间问题了。
一九四五年八月八日，苏联对日宣战。
八月十日深夜，在莒南县大店村一所普通民房里，罗荣桓正秉烛研读毛泽东写的《对日寇的最后一战》，考虑着在山东开展对敌伪的反攻问题，机要科送来了一份加急电报。电文不长，罗荣桓迅速看了一遍，就高兴地对正在收拾床铺的林月琴说：
“好消息！”
林月琴放下扫床的笤帚，转过身来，看着丈夫。罗荣桓尽力克制自己的激动心情，又补充了一句：“日本政府发出照会，要求投降了。”
“打败日本帝国主义！”这是亿万中国人民，也是八路军和新四军广大指战员日夜盼望的事情。可是，它一旦来临，人们竟不敢相信它是真的。此刻，林月琴感到自己仿佛是在做梦。她凝视着在摇曳的烛光下丈夫憔悴而又兴奋的面容，心情非常激动。
罗荣桓又对林月琴说：“现在看起来，我还可以再订一个五年计划，参加建设新中国。”林月琴也高兴地说：“抗战胜利了，医疗条件好了，你的病会治好的，一定还可以订好多个五年计划。”
他们再也不能入睡了，便你一言我一语兴奋地回顾八年抗战虽然艰苦但又十分值得怀念的岁月，展望着前途尽管光明但又包含着不测风云的未来……
清晨，山东分局、省行政委员会和军区的负责人纷纷前来祝贺。屋里坐不下，大家就站在院内说话。人人喜气洋洋，都忘记了开早饭的时间。
这时，罗荣桓又收到中共中央十日的电报：“山东军区有占领德州、济南、徐州、青岛、连云港及其他大小城市交通要道之任务……”中央要求：“迅速进攻与招降伪军，争取群众、扩大部队”，“将山东行政委员会宣布为正式省政府”。罗荣桓随即通知大家，当晚召开分局、省行委和军区高级干部会议，研究贯彻中央指示，进行全面反攻的问题。
机不可失，时不再来。为了抓住历史先机，许多问题已不能等待开会再定了。在十一日这一天，罗荣桓便主持山东分局、山东军区发出一系列命令、紧急指示和布告，其中包括山东分局《关于调集干部确保城市及交通要道之占领的紧急指示》，山东军区《紧急动员全体军民保证抗战最后胜利》的布告，山东军区《对日本驻军的通谍》以及山东军区《对伪军伪警及一切伪组织的紧急通告》。在布告中，罗荣桓、黎玉、肖华号召：“在此紧急关头，尤须我党政军民以战斗姿态，紧急动员，组织起来，团结起来，保证民族战争之最后胜利。”
当晚，召开了山东分局、山东军区和山东行政委员会高级干部（包括党外人士）会议，讨论大反攻的进军任务。罗荣桓传达了中共中央关于迅速占领徐州、济南等大中城市，准备接受敌伪投降的指示和延安八路军总司令朱德向解放区所有武装部队发布的七道进军命令。接着，他在会上指出：要迅速整编部队，向铁路线和大城市进军，迫使敌人向我军缴械投降。罗荣桓在讲话中特别提醒大家：“敌人乞降了，还不等于缴械。蒋介石一定会利用日伪军来对付八路军，同我们争夺山东。因此，不要认为日本乞降，我们就可以顺利受降，就没有事了。我们决不能麻痹大意，要全力以赴，准备长期斗争。”会后，罗荣桓迅速布置了部队编组、接受敌伪投降、夺取城市、消灭敌伪军等工作，规定了各部队作战方向，决定将山东第一线部队编成八个师、十二个警备旅、一个滨海支队及一个海军支队。每师辖三个甲种团（每团充实到二千五百人以上），主要担任机动作战，夺取大城市的任务。每个警备旅辖两个团，担任次要方向的作战任务。
整编后，滨海军区部队编为山东第一师、第二师，山东警备第十旅、第十一旅。一师师长梁兴初、政委梁必业，二师师长罗华生、政委刘兴元。鲁中军区部队编为山东第三师、第四师，山东警备第一旅、第二旅、第三旅（后又编了个第四旅）。三师师长王建安、政委周赤萍，四师师长廖容标（后为孙继先）、政委王一平。胶东军区部队编为山东第五师、第六师，山东警备第四旅、第五旅。五师师长吴克华、政委彭嘉庆，六师师长聂凤智、政委李丙令。海军支队也隶属于胶东军区。渤海军区部队编为山东第七师，山东警备第六旅、第七旅。七师师长杨国夫、政委周贯五。鲁南军区部队编为山东第八师，山东警备第八旅、第九旅。八师师长兼政委王麓水。滨海支队准备按朱德命令，进军东北。
为了发展壮大八路军的力量，各军区广泛地开展了参军运动，组织了第二梯队的部队。县区武装升级后又立即补充起来。山东八路军总人数达二十七万余人。①〔一九四五年九月二十六日，中共中央致重庆代表团电报说，山东部队九月初有兵力三十万，民兵六十万〕
为了适应反攻形势，八月十三日，山东省战时行政委员会宣布改为山东省人民政府，黎玉任山东省人民政府主席，山东分局、山东军区和山东人民政府还调集了有城市工作经验的兵工、邮电、财政、经济等部门的干部，随部队行动，准备接管城市。解放区人民也开展了轰轰烈烈的支前工作，组织了十余万人的支前大军，修复和新建了许多公路，准备了被服和粮秣，保证了物资和伤员的运送。各地方还动员了十万民兵，组成了几十个“子弟兵团”，开赴前线配合主力作战，维持新区治安。
与此同时，罗荣桓派敌军工作部长黄远和保卫部副部长郑文卿进入济南，向日军第四十三军司令官细川忠康送去通谍，令其通令所部立即停止抵抗，向八路军投降。同时，还向驻山东各地大小股伪军首领七七人发出通谍，迫令其投降。
然而，这时蒋介石已连续发出三道反动命令，一方面要八路军、新四军原地“驻防待命”，另一方面却令国民党的军队“加紧作战，积极推进，勿稍松懈”，企图借“接收”名义向解放区进犯。同时授权日伪军就地“维持治安”，阻止八路军、新四军受降。在这一形势下，山东国民党省政府主席何思源，在日伪军保护下进入济南。他一进城就请日军“就地驻防，加强防务”，同时将山东所有的伪军都收编为国民党部队。于是厉文礼成为“潍县地区先遣司令”，张步云成为“胶南边防司令”，张天佐成为“胶济路警备司令”……所有汉奸都成了国民党的“地下工作人员”，蒋、日、伪完全合流了。
由于有国民党政府的支持，山东的日伪军拒绝向八路军投降。
不投降就消灭它。八月十三日，山东分局和军区向各区发出《决心彻底消灭日伪军》和《夺取大城市的部署》，十五日又发出《部队作战方向的规定》，部署了五路大军，首先扫清孤立于解放区内的中小城市，再向山东铁路沿线地区和敌占大城市进军。罗荣桓将这一部署上报中共中央，同时建议将部队名称改为“人民解放军”①〔后来，由于国共开始谈判，“人民解放军”的称号暂未采用〕。中央军委均复电同意。于是，在齐鲁大地上，铁流滚滚，展现了一幅雄伟壮观的战争画卷。各路大军边动员、边行军、边扩大、边编组，冒着酷暑，昼夜兼程，席卷解放区内敌占中小城市，向各大城市及交通要道疾进。
鲁中部队为第一路，在前线指挥王建安、政治委员罗舜初率领下，连克临朐、博山、益都、莱芜、淄川、章邱、周村和新泰，切断胶济路西段，从东南方向逼进济南。
滨海部队为第二路，在前线指挥陈士榘、政治委员唐亮率领下，北克胶县，切断胶济路东段；南占莒县、日照、赣榆、青口、切断陇海路东段，逼近海州、连云港。
胶东部队为第三路，在前线指挥许世友、政治委员林浩率领下，解放威海卫、牟平、烟台、福山、蓬莱、黄县、龙口、招远、莱阳、石岛、即墨，并突破了敌之崂山防线，攻占了流亭机场，逼近青岛。
渤海部队为第四路，在前线指挥杨国夫、政治委员景晓村率领下，解放昌邑、寿光、临淄、广饶、博兴、高苑、桓台、长山、阳信、临邑、邹平、宁津、吴桥、辛店，切断了胶济路中段，与第一路大军会合，从东北方向逼近济南。
鲁南部队为第五路，由前线指挥张光中、政治委员王麓水率领，切断了津浦路，解放了泗水、曲阜、台儿庄及官庄火车站，兵临兖州和徐州。
山东五路大军英勇作战，半个月中战果辉煌。至八月下旬，山东的日伪军已被压缩在铁路沿线和解放区内少数孤立的城市里。
在以上这些攻势中，唯有临沂战役打得时间最长、战斗最激烈。罗荣桓对这一战役极为关注。
自八月十六日驻守临沂的日军逃往枣庄以后，伪军临沂保安大队长许兰生立即把伪费县保安大队长邵子厚部也集中到临沂城里。他们又与盘距在临沂以北、汪沟西南的坚固筑垒地区的王洪九部互相策应。这三股伪军总共四千余人，企图依靠坚固的工事与日伪逃走时留下的大批武器弹药和粮食，固守顽抗。山东军区组织了滨海第四团、山东军区特务团、鲁中第十一团和临沭独立团攻城。由于各团属于不同的建制，罗荣桓派军区参谋处长李作鹏去临沂前线指挥。
八月二十日和二十二日，八路军发动了多次攻击，皆因准备不够，配合不好和敌人的工事坚固而未能奏效，攻城部队伤亡不小。
眼看着临沂未能攻下，罗荣桓心里非常着急。这一年春天，他的病情日益严重，连续尿血，但林彪尚不知何时可到，罗荣桓仍然一直带病坚持工作。在大反攻中，军务十分紧急，有时一夜有好多份电报要处理，罗荣桓刚睡下就又被叫醒。但他仍吩咐机要科，凡是中央和前线来的电报，都要随时送给他看；他看了后，对重要的电报，还要亲自草拟复稿。所以，有时一昼夜只能睡两三个小时。八月一八日，毛泽东来电询问罗荣桓病况，罗荣桓于八月二十日复电表示：“在林彪未到前，我决不离开工作。”当他听到临沂的情况后，喊来警卫员：
“快去备马，到临沂去！”
警卫员出去转了一圈回来，吞吞吐吐地说：“报告首长，找不到马夫。”
“找不到马夫？你把牲口牵来！”罗荣桓有点生气了。
警卫员怯生生地说：“牲口也不知道放到哪里去了。”
这回罗荣桓可真的生气了：“乱弹琴！你们这是搞的什么名堂呀？快去把牲口找来！”
警卫员仍然站着不动。因为他刚才到林月琴处讲了罗荣桓叫他备马，要到临沂前线去的事。林月琴知道丈夫病情严重，根本就不能骑马，她急得没法，只得叫马夫把牲口牵走。现在她看到罗荣桓要批评警卫员，便走进来说：“不干警卫员的事，是我叫马夫把牲口牵走的。”
罗荣桓听了后，压了压火，等警卫员走出后，才严厉地责间林月琴：“你为什么这样自作主张？”
林月琴平静地回答说：“这是医生的嘱咐。罗生特大夫说你近来病情很重，要你绝对卧床休息。”
罗荣桓着急地说：“休息、休息，临沂打不开，叫我怎么能安心休息？”
林月琴也急了起来：“你的病这么严重，还要骑马到临沂去，你不要命了！”
“临沂打不开，就要增加滨海、鲁中、鲁南反攻的后顾之忧，这不是一件小事！”罗荣桓接着又带着责问的口气说，“这么重要的时刻，你不让我到前方去，你是不是共产党员？！”
“我不是共产党员，是国民党员呀？”林月琴自从结婚以后，没见丈夫对自己发过脾气，更没有听过这样重的话，又委曲、又难过，忍不住顶了一句，眼里闪着泪花。
林月琴是经过长征的红军干部，顾大局，识大体，怎么会在这关键时刻，阻挡丈夫去前方指挥作战呢？只因为她深知丈夫的病情严重，尿血就是从骑马到前线指挥第三次甲子山战役时开始的，现在更经不起这样的劳累了。她知道罗荣桓从来都是和蔼可亲的，她从未见过他发这样大的火，想必自己是劝不住了。于是，只好含着眼泪走出去“搬兵”。
正在院里玩耍的东进，头一回听到爸爸妈妈吵架，趴在窗户上偷看，见妈妈走出来，脸上还挂着泪珠，吓得“哇”的一声哭了。林月琴也顾不上他了，径直走到黎玉的住处，把罗荣桓想骑马到前方的事对黎玉说了。黎玉听后连忙赶来劝阻，罗荣桓只好打消了原来的主意。
八月二十六日，毛泽东亲笔撰稿，致电山东分局：“林彪、肖劲光二同志昨日飞抵太行转赴山东。分工：罗荣桓为书记及政委，林彪为司令员，肖劲光为副司令员。如罗因病必须休养时，林代理罗之职务，林、肖均为分局委员。其余不变动。”
然而，只要林彪、肖劲光未到，罗荣桓肩上的担子便一刻也不能减轻。他刚把这份电报放下，李作鹏从临沂回到了大店，汇报临沂前线的战况。罗荣桓听后，首先强调，临沂是滨海、鲁中、鲁南三区的联结点，必须拔掉反动派安的这颗钉子。接着，他批评了李作鹏的轻敌思想，指出这批伪军的反动头目，全是些作恶多端的汉奸、土匪和封建恶霸地主，和我们是死对头；尤其到了最后绝望的时刻，他们更会横下心来负隅顽抗。对这一点，必须要有足够的估计。
李作鹏又向罗荣桓汇报了他与滨海军区政治部主任刘兴元、特务团团长张仁初、鲁中第二分区司令员吴瑞林等共同研究的下一步作战方案，即一面在阵地前沿，对敌展开政治攻势，一面在城西北角实行秘密坑道作业，准备把坑道挖到城墙下进行爆破。罗荣桓同意他们的作战方案，并决定增派作战科副科长王德、参谋尹健一起去，要他们抓紧坑道作业，争取尽快打下临沂。他还强调，打开临沂后，要出安民告示，部队要注意执行党的政策，遵守三大纪律、八项注意。
李作鹏回到临沂前线后，于八月二十八日召开作战会议，确定了战斗部署。经过充分的准备，终于在九月十日炸开城墙，九月十一日上午占领全城，歼灭二千多伪军，活捉汉奸许兰生和邵子厚。尔后转移兵力围攻城北之王洪九部，不久，王率残部逃走。
九月二十日，山东分局和山东军区的指挥机关进驻临沂。有一天，罗荣桓说要出去走走，他沿着城墙边慢慢地走着。林月琴和卫生员小杨随后跟着，看到罗荣桓步履艰难，走得满头大汗，就上前劝他往回走。罗荣桓总是说：“出点汗不要紧。”他仔细地察看着城墙和攻城部队挖的坑道和架设的云梯，原来，罗荣桓不是为了散步，而是为了察看地形，总结这次战役的经验教训……
就在临沂战役开始后不久，山东日伪军在国民党的策动下，又调动兵力进行反扑，重新占领了即墨、益都、淄川、周村、邹平、胶县和博山等城市，气焰十分嚣张。对此，罗荣桓组织力量，进行了坚决反击。
八月二十二日，中共中央根据当时情况指示，蒋介石垄断了受降的权利，大城市与交通要道暂时不能属于我们。在今后一时期内，应以相当兵力威胁大城市及要道，使日伪向大城市及交通要道集中，而以必要兵力广占乡村和府城县城小市镇。罗荣桓迅速执行了这一指示，命令各路大军一面对津浦、胶济、陇海等铁路线加紧进行破袭，一面回师扫除解放区内一些城镇的残敌，巩固对新解放的广大农村和小城市的占领。于是，第一路大军再克博山，第三路大军于九月十日攻克平度，全歼伪治安军王铁相部。第四路大军于八月三十日至九月二十四日，收复邹平，解放惠民、济阳、齐东、盐山、宁津、无棣和商河等城市。第二路大军于九月六日攻下诸城，八日收复日照。第五路大军于九月八日攻克峰县。
经过一个多月的大反攻，山东五路大军解放县城四六座，攻克烟台、威海等六个重要港口，占领火车站三五处，歼灭了据守这些城市、拒绝投降的日伪军六万余人，给国民党庇护下的山东日伪残留力量以歼灭性的打击。此外，还切断了津浦、胶济和陇海三条铁路线，青岛、济南、徐州、连云港等重要城市都象孤岛一样处在解放区汪洋大海的包围之中。山东五个解放区已完全连成一片，并与华中解放区和冀鲁豫解放区扩大了直接联系。
山东解放区反攻的胜利，直接增强了中国共产党在国共谈判中的地位。一九四五年九月十五日，周恩来在重庆同国民党代表谈判时指出：“山东解放区迄今收复八十余县①〔此数字包括津浦路以西的地区及过去已解放的县城〕，均已实行民选县长，治理民政，只等中央承认加委……”②〔《重庆谈判纪实》，重庆出版社一九八三年十一月第一版，第二○六页〕
由于山东绝大部分地区已经解放，九月十九日，周恩来又提出山东应作为由中共方面任命省长的四省之一③〔这四省是山东、河北、热河、察哈尔〕。
山东，战略地位十分重要。抗日战争中，中共山东分局和罗荣桓领导山东军民开辟了这样一大片解放区，已经成为华北的一个重要战略基地。在抗日战争胜利新的形势下，向北，它是进军东北的出发阵地；向南，又是支持华中的可靠后方。这一块战略基地大大加强了中国共产党在战后的地位，无论是为战还是为和，都创造了十分有利的条件。①此数字包括津浦路以西的地区及过去已解放的县城。②〔《重庆谈判纪实》，重庆出版社一九八五年十一月第一版，第二○六页〕③〔这四省是山东、河北、热河、察哈尔〕