發展
8月22日和25日，第115師（炮兵、輜重營留屬延安八路軍總留守處）奉命分兩批由陝西三原縣出發，經韓城縣芝川鎮東渡黃河,向晉東北抗日前線挺進。9月25日在平型關東北設伏,殲日軍第5師團第21旅團一部1000餘人。這一勝利，打擊了日軍的進攻銳氣，提高了八路軍的聲威。平型關戰鬥後，第115師根據中共中央軍委和八路軍總部關於分散轉入日軍翼側及其後方開展游擊戰爭，建立抗日根據地的指示精神，林彪、羅榮桓率第343旅隨總部南下正太鐵路陽泉至壽陽段兩側地區作戰；聶榮臻率師獨立團、騎兵營等共約2000人，留在五台山地區,創建晉察冀邊抗日根據地，11月7日，成立晉察冀軍區,聶榮臻任司令員兼政治委員；第344旅在總部直接指揮下，轉戰於晉東北、正太鐵路東段地區。
1937年11月，師部率第343旅隨總部移至晉南洪洞、襄垣、屯留地區，發動民眾，擴充兵員,增建了第343旅補充團。1938年2月,為保衛黃河河防和陝甘寧邊區,師部率第343旅轉戰於晉西廣大地區。3月2日，林彪負傷離職，陳光代理師長。3月中旬,在午城、井溝地區進行數次伏擊戰，予日軍以一定殺傷。9月,在汾（陽）離（石）公路之薛公 、油房坪、王家池連續伏擊日軍，三戰三捷，挫敗了日軍進犯黃河河防的企圖。
1938年1月，根據總部指示，第344旅轉屬第129師指揮，繼續在正太鐵路東段作戰，並增建了第689團。3月，第344旅同第115師第5支隊（由第685團第 2營擴編）進至晉東南地區，隨後，配合第129師粉碎了日軍對晉東南地區的九路圍攻。4月，第689團及第5支隊在第129師副師長徐向前率領下挺進冀南。1939年1月至3月初，第344旅配合第129師在冀南粉碎了日偽軍 3萬餘人的“掃蕩”。11月，第 688團奉命由冀南轉赴山東，進至館陶、冠縣等地區，由第129師第386旅旅長陳賡統一指揮。是年2月，第344旅特務團、獨立團進入冀魯豫邊區，4月與當地武裝合編為冀魯豫支隊，轄第1、第2、第 3大隊。1940年2月，第344旅編入八路軍第2縱隊。
1938年7月，第5支隊和第129師之津浦支隊奉中央軍委指示，由冀南轉赴冀魯邊地區，開展抗日鬥爭。為加強和統一冀魯邊區的領導,9月下旬,蕭華奉命率第343旅機關一部由山西省到達山東省樂陵，隨後成立冀魯邊區軍政委員會，蕭華任書記，並將當地武裝統一整編為八路軍東進抗日挺進縱隊，蕭華任司令員兼政治委員，轄第5、第6支隊、津浦支隊。到1939年上半年，冀魯邊的抗日武裝力量擴大到2萬餘人,並開闢了津南、魯北15個縣的地區，創建了冀魯邊平原抗日根據地。1938年10月，第343旅第685團奉命由晉西南出發，12月進入山東省微山湖以西地區。翌年1月，第685團與山東縱隊之挺進支隊合編為八路軍蘇魯豫支隊，轄第1、第2、第3、第4、第7大隊。2月，爭取了沛縣偽軍一部反正，編為獨立大隊。至4月,部隊擴大到8000餘人，創建了以豐縣、沛縣為中心的湖西抗日根據地。5月，留第4大隊堅持湖西鬥爭，支隊率主力進入蕭縣、睢寧、靈璧地區開闢抗日根據地。7月，支隊所屬部隊整編為第1、第4、第7大隊。
為增強山東抗日骨幹力量，1938年12月，第115師奉命除留第343旅補充團與晉西3個游擊大隊編為獨立支隊，堅持晉西鬥爭外，由代理師長陳光、政治委員羅榮桓率師部及第343旅第686團由晉西向山東挺進，於1939年3月初到達山東省鄄城、鄆城地區。首戰樊壩（鄆城西北），殲鄆城偽保全團800餘人。戰後，師部率第686團主力繼續東進至泰西的東平、汶上、寧陽地區，與山東縱隊第6支隊會合。5月，在肥城以南的陸房地區粉碎了日偽軍8000餘人的“九路圍攻”，殲日偽軍1300餘人。在此期間，留運河以西地區的第686團第3營擴編為師獨立團，師直2個連擴編為游擊第7支隊。7月，師獨立團和游擊第7支隊合編為師獨立旅，楊勇任旅長兼政治委員。同月，津浦支隊由魯西進入魯南的臨沂、費縣地區（10月編入山東縱隊第2支隊）。8月，師特務營、騎兵連和獨立旅第1團一部在梁山南獨山莊伏擊殲滅日偽軍300餘人，接著粉碎了日偽軍5000餘人對魯西地區的報復性大“掃蕩”。9～10月，師部和第686團、新擴編之特務團、隨營學校分別進入魯南的滕（縣）嶧（縣）費（縣）邊區，與山東縱隊蘇魯支隊（10月調歸第115師建制）會合，建立了以抱犢崮山區為中心的抗日根據地。9月，第115師將蘇魯豫支隊第7大隊由蘇北調回湖西，改為第3大隊；將湖西的第4大隊改為第2大隊，12月調入魯南。
1940年初，第115師為統一魯南地方武裝的領導,將地方武裝分別編為邊聯支隊、沂河支隊、尼山支隊；將爭取的地方實力派武裝編為嶧縣支隊、魯南運河支隊。為擴大魯南抗日根據地，師部率主力一部,於2月14日攻克白彥，3月連續擊退了日偽軍對白彥的3次進攻，殲其800餘人。隨後,又粉碎了日偽軍8000餘人對抱犢崮山區的大“掃蕩”，並討伐了偽軍劉桂棠部，開闢了天寶山區。師獨立旅與進入魯西的東進抗日挺進縱隊第5支隊，於3月和7月協同冀中、冀南軍區部隊進行了兩次討伐國民黨軍投降派石友三部的戰役。3月,師獨立旅與東進抗日挺進縱隊第5支隊合編，恢復第343旅番號，楊勇任旅長，蕭華任政治委員。4月成立了魯西軍區(機關由第343旅旅部兼)，蕭華任司令員兼政治委員。同時，魯西、魯南主力部隊進行整編:東進抗日挺進縱隊第5支隊與山東縱隊第6支隊（3月調歸第115師）合編為運河支隊。原師獨立旅第 1、第2團與魯西遊擊第8支隊合編為黃河支隊，以上兩支隊屬第343旅（魯西軍區）建制;在魯南地區的蘇魯豫支隊第2大隊擴編為東進支隊，第686團與東進抗日挺進縱隊第7團合編為魯南支隊。6月，蘇魯豫支隊第3大隊由湖西調往華中,將黃河支隊調入湖西地區堅持鬥爭。6月下旬，蕭華調任師政治部主任。7月，陳士榘率師獨立支隊由晉西到達魯西，參加了討伐石友三部戰役。10月，陳士榘任師參謀長。同月，成立魯南軍區。
此時，第115師部隊發展到7萬餘人。根據八路軍總部指示，到1940年冬,該師將所屬部隊先後整編為6個教導旅：蘇魯豫支隊第1、第3大隊編為教導第1旅、旅長彭明治，政治委員朱滌新;獨立支隊第1團和魯南、蘇魯支隊編為教導第2旅，旅長曾國華,政治委員吳文玉(後為符竹庭)；獨立支隊第2團與運河支隊編為教導第3旅(兼魯西軍區)，旅長楊勇,政治委員蘇振華；黃河支隊編為教導第4旅（兼湖西軍區），旅長鄧克明，政治委員符竹庭（後為張國華）；東進支隊編為教導第5旅,旅長梁興初，政治委員張國華（後為羅華生）；東進抗日挺進縱隊第6支隊與魯北支隊編為教導第 6旅（兼冀魯邊軍區），旅長邢仁甫，政治委員周貫五。另轄魯南軍區，司令員張光中，政治委員鄺任農。
1941年，山東敵後抗戰進入極其困難階段。第115師與山東縱隊相互配合，依靠廣大民眾展開了反“掃蕩”、反“蠶食”、反封鎖的鬥爭，並堅持有理、有利、有節的原則，打退了國民黨頑固派軍隊的進攻。1月上旬至2月上旬,教導第3旅在魯西粉碎了日偽軍萬餘人的大“掃蕩”。5月中旬，教導第2旅主力在魯南軍區和山東縱隊第1旅各一部的配合下,對進犯的國民黨頑軍王洪九部進行了反擊。9月下旬，堅持冀魯邊區鬥爭的教導第6旅南下清河區，在山東縱隊第3旅一部的配合下,粉碎了國民黨頑軍的攔阻。11～12月間,第115師同山東縱隊在沂蒙山區粉碎了日偽軍 5萬餘人的“鐵壁合圍”，殲日偽軍2200餘人。
1942年，山東日偽軍對抗日根據地的“掃蕩”更加頻繁，封鎖更加嚴密,使鬥爭更加艱苦。第115師根據中共中央軍委“敵進我進”的方針，在地方武裝、民兵和廣大人民民眾的配合支援下，破襲日偽軍據點，制止其“蠶食”推進，堅持了邊緣地區的鬥爭。8月,根據中共中央軍委關於實行主力部隊地方化的指示，山東縱隊改為山東軍區，歸第115師指揮。山東縱隊第1旅改為第115師教導第1旅。教導第6旅兼冀魯邊軍區，其部隊除保留主力一部外,餘部改為地方武裝,歸所在軍分區領導。至1942年底,師轄5個教導旅：教導第1旅（旅長孫繼先,政治委員王麓水），教導第2旅（旅長曾國華,政治委員符竹庭），教導第4旅（兼湖西軍區，旅長鄧克明,政治委員張國華），教導第 5旅（旅長梁興初，政治委員羅華生）,教導第6旅（兼冀魯邊軍區，邊區黨委書記兼政治委員王卓如，副政治委員兼冀魯邊軍區司令員周貫五）。10月，湖西軍區劃歸冀魯豫軍區。
1943年3月，根據中共中央決定，第115師和山東軍區合併為新的山東軍區，羅榮桓任司令員兼政治委員，並為第115師政治委員、代師長，黎玉任副政治委員，蕭華任政治部主任。轄 6個軍區：魯南軍區（司令員張光中，政治委員王麓水），魯中軍區（司令員王建安，政治委員羅舜初）,膠東軍區（司令員許世友,政治委員林浩），清河軍區（司令員楊國夫，政治委員景曉村），冀魯邊軍區（司令員邢仁甫，後叛變，由周貫五任司令員兼政治委員），濱海軍區（司令員陳士榘，政治委員符竹庭，後為唐亮）。第 115師、原山東軍區所屬旅和支隊的番號撤銷，統一整編為13個主力團,一部充實地方部隊。山東軍區部隊繼續貫徹“敵進我進”的方針，積極打擊日偽軍，恢復根據地。一年中，共恢復和開闢了7000多個村莊的地區，恢復了清河軍區與冀魯邊、膠東軍區的聯繫，溝通了濱海、膠東、魯中、清河軍區的聯繫。1944年1月，冀魯邊軍區與清河軍區合併，成立渤海軍區，楊國夫任司令員，景曉村任政治委員。為貫徹中共中央關於進一步鞏固根據地、積蓄力量準備反攻的指示，山東軍區於1944年和1945年春、夏，趁日軍兵員不足，重點守備之際，連續發動了攻勢作戰。
在一年多的時間內,共殲滅日偽軍11萬餘人,迫使偽軍反正1.5萬餘人,收復縣城19座,擴大了抗日根據地,溝通了山東各區之間以及與華中抗日根據地的聯繫，將日偽軍壓縮在城鎮和主要交通沿線，為大反攻創造了條件。
功績
1945年8月11日遵照中共中央指示和中國解放區抗日軍總司令朱德關於對日偽軍進行大反攻的命令，山東軍區決定將主力部隊和基幹武裝編成 8個師、12個警備旅和1個海軍支隊。這些部隊經一個多月的反攻作戰,殲滅日偽軍6萬餘人，解放除鐵路沿線以外的大片國土。
抗戰勝利後，根據中共中央和中央軍委指示，羅榮桓率第1、第2、第3、第5、第6、第7師，渤海新編師、東北挺進縱隊(由濱海支隊等部隊編成)、警備第3旅、軍區教導團及軍區機關部分人員共 6萬餘人，於10～11月，由陸路和海路分3批開赴東北。
第115師，從1937年8月到1943年春，共進行戰役戰鬥3840餘次，殲滅日偽軍18.2萬餘人。1943年3月與山東軍區合併後，又進行了艱苦卓絕的反“掃蕩”、反“蠶食”鬥爭，積極開展攻勢作戰及大反攻，為奪取抗日戰爭的勝利作出了重大貢獻。
