自然形势划全国地域为10个道。至唐玄宗开元二十一年，增为15个道。但是，道并不是一级行政实体，而是巡视、监察机构。当时，山东地区以黄河为界，分属河南道和河北道。登州、莱州、齐州、曹州、兖州、密州、青州、淄州、济州、郓州、沂州等11州属河南道。
五代十国时期，山东地区先后归属梁、唐、晋、汉、周等政权，行政区划基本承袭唐朝。
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宋朝改革唐朝地方行政制度，确立了中央政府领导下的路、州、县三级政区制。据史籍记载，政和元年，山东大部分地区划归京东东路、京东西路，仅有少数州、县属于河北东路，合计26州，89县。登州、莱州、青州、淄州、密州、沂州、潍州等7州属于京东东路，登州辖蓬莱、黄县、牟平、文登等4县，治所蓬莱。
金基本沿袭唐制，并参照宋制，实行中央政府领导下的路、州、县三级政区制。将宋朝京东东路、京东西路改名为山东东路、山东西路，“山东”在历史上第一次正式成为行政区划名称，一直沿袭至今。大定年间，山东地区归属山东东西路、河北东路、大名府路和南京路，共设28州，94县。其中，登州、莱州、滨州、沂州、潍州、密州、莒州、淄州、