同日 八路军山东军区一部进行沂鲁山区和诸日莒山区作战 : 7月初,国民党东北军于学忠部突然从山东战略要地莱芜城东鲁山、沂水城北沂山撤退,国民党军保安第2师张步云部再次投敌。沂鲁山区将完全陷入日军之手。为了先敌占领于学忠部放弃的阵地,并乘机打通滨海区与鲁中区、胶东区、鲁中区与清河区的联系,中共山东分局和八路军山东军区决定,以滨海军区第6、13团,胶东军区第14团1个营,鲁中军区第2、第3军分区和滨海支队,发起沂鲁山区和诸日莒山区战役。
7月5日,滨海军区第13团和第6团1个营,越过日 (照)莒(县)公路。至14日,全部控制了东北军放弃的诸(城)日(照)地区。16日, 日军1500余人企图阻止八路军向北发展,以支援张步云部侵占诸日莒地区。18日,滨海军区第13团夜袭三关(诸城西南),毙伤俘张步云部600余人。胶东军区第14团1个营越过胶济铁路进入胶县之南藏马山区,开辟了诸城、胶县边游击区,第一次打通了胶东区与滨海区的联系。滨海支队也由甲子山进入诸日莒地区。经过与日伪军反复争夺,滨海军区部队控制了日照城西北老君堂、石场、街头、松柏林、洪凝等地。鲁中军区第2、第3军分区和第1团7月12日出发,控制东北军放弃的朴里(蒙阴城东北)一带阵地,接着又控制沂(水)莒(县)安(丘)边区和沂山,并以沂山为依托向北发展,打通了沂山与鲁山的联系。
7月28 日,伪军厉文礼部由安丘南犯,伪军吴化文部1个团也由大庄坡(沂水城东北)北上,企图夹击八路军。八路军与之激战。8月6 日,第1团一部迂回敌后,将厉部特务团大部歼灭,控制了沂山、鲁山地区。这次战役后,滨海军区基本控制了诸日莒地区, 与胶东区打通了联系。鲁中军区控制沂山、鲁山地区2250平方公里。控制这些地区,大大地改善了八路军山东军区对敌斗争的形势。