国民党政府和主力4部队撤出山东于学忠离鲁时,山东分局和山东军区安排群众提供粮草送行
1941年8月,沈鸿烈离开山东赴重庆。12月,被免去山东省主席职务,由于学忠部五十一军军长牟中珩继任,军政指挥趋于统一。东北军继续坚持抗战。但敌人的疯狂“扫荡”,加之国民党内部矛盾重重,使牟中珩所部及省政府机关处境日益艰难。牟就职不久,即将鲁西、鲁北、鲁东三行署撤销,打击了国民党内部的抗战信心。抗战信心的丧失和日军的分化瓦解政策,使国民党部队大批投敌。计有孙良诚(三十九集团军总司令)于1942年4月率2.5万人在曹县、定陶投敌,新编第四师师长吴化文、新编新一师师长于怀安、鲁西保安司令部宁春霖共4万余人于1943年1月投敌。还有东北军五十七军三三四旅率部队投敌,以及沈鸿烈收编、建立起来的保安师、旅、团长,厉文礼、张步云、秦玉堂、周胜芳、赵保原等投敌或兼具国民党和伪军两个番号。这样,国民党军队由1940年的16.6万人,减为1943年的5万人。
由于蒋介石对于学忠在山东和共产党八路军团结合作之举不满,决定派李仙洲部入鲁接替于学忠。李率部入鲁后,执行“先歼匪(指共产党、八路军)后敌伪”的反动方针,疯狂进攻冀鲁豫边区和山东两抗日根据地。八路军冀鲁豫军区只好进行反击,经两个月的反击战,李部受损很大,被迫撤回皖北。于学忠见李仙洲部被八路军滞留于鲁西南,不待李部接防即撤出山东,以牟中珩为省长的国民党山东省政府也一同撤离。自此,山东再无国民党主力部队,山东敌后抗战的重任历史地落在了共产党领导的抗日军民身上。