都督 胡瑛，原籍浙江绍兴，后迁居湖南桃源，同盟会成员。辛亥革命期间任湖北军政府外交部长，后以湖北军政府都督代表名义参与南北议和。
任期：1912年2月-3月（孙中山任命）
都督 张广建，安徽合肥人，北洋系官僚，袁世凯亲信。辛亥革命期间以藩司代理山东巡抚，1912年3月袁世凯就任大总统后调为顺天府尹。
任期：1912年3月（以巡抚改任都督）
都督 周自齐，山东单县人，北洋系官僚，在理财等方面有着丰富的经验，被时人称为“理财高手”。
任期：1912年3月-1913年8月免（未到任前由余则达署理）
都督（将军） 靳云鹏，山东邹县人，北洋系将领，袁世凯死后依附于段祺瑞，为皖系四大金刚之首。
任期：1913年8月暂代 / 9月署理，1914年6月改称将军，1916年5月因通电劝袁辞职而被撤职。
将军（督军） 张怀芝，山东东阿人，北洋系将领，袁世凯死后依附于段祺瑞，为督军团骨干。
任期：1916年5月署理 / 7月任职，同时改称督军，1918年6月任援粤总司令，因南征失败遭部下张树元驱逐。
督军 张树元，山东无棣人，皖系军阀将领。
任期：1918年6月护理 / 11月署理，1919年3月任职，12月因侵吞军费的丑闻曝光，被改任谦威将军。
督军 田中玉，直隶临榆人，皖系军阀将领。
任期：1919年12月任职，1923年10月因临城劫车案被免职，同时督军职改称督理军务善后事宜。
督理 郑士琦，安徽肥东人，皖系军阀将领。
任期：1923年10月任职，1925年1月改称督办，4月因受到奉军排挤，被任命为安徽军务督办，又因奉军南下亦未能赴任。
督办 张宗昌，山东掖县人，冯国璋旧部，奉系五虎将之一，第二次直奉战争后因收编直系溃军及鲁军而实力大增，一跃成为奉军内部军事实力派。
任期：1925年4月任职，12月任直鲁联军总司令，1928年4月因受北伐军压迫，率直鲁联军残部离开山东，撤入冀东地区。
省政府主席 孙良诚，直隶天津人，西北军十三太保之一、新五虎。
任期：1928年5月-1929年4月（因蒋冯战争去职）
省政府主席 石敬亭，山东利津人，西北军将领，有西北军总教官之称。
任期：1928年5月-10月（代理）
省政府主席 陈调元，直隶安新人，原五省联军头目，1927年3月在安庆倒戈。
任期：1929年5月代理 / 任职，1930年7月免职
省政府主席 韩复榘，直隶霸州人，西北军十三太保之一、新五虎。1929年5月，蒋冯战争期间倒冯拥蒋，后自成一系。
任期：1930年9月任职，1938年1月以“违抗命令，擅自撤退”罪被蒋介石处决。
省政府主席 沈鸿烈，湖北天门人，东北系海军首领，西安事变后脱离东北军，转而依附国民政府，被蒋介石视作心腹。
任期：1938年1月任职，1942年1月因无法在山东继续立足，被蒋介石以召回述职为名，调回后方。
省政府主席 牟中珩，山东烟台人，东北军将领，于学忠亲信。
任期：1942年1月任职，1944年12月调任第十战区副司令长官。
省政府主席 何思源，山东菏泽人，教育家。日本投降后，他率部接收伪省政府与“敌伪财产”。
任期：1944年12月任职，1946年10月免职。
省政府主席 王耀武，山东泰安人，黄埔军校第三期学员，抗日名将。
任期：1946年10月任职，1948年9月在济南战役中被俘，11月免职。
省政府主席 秦德纯，山东沂水人，西北军将领，直军旧部。
任期：1948年11月任职，1949年12月去台湾。
