春秋时期 ， 除上述古国外 ， 见于《春秋》 的有启阳、中丘、祝丘、费、防、台、东阳、武城、丘舆、向、次室、蒙、郓、堂阜、盖、艾、纪障、密、鄢陵等20个 。
战国时期 ， 战国时期 ， 域内诸封国先后为齐、楚所兼并 ， 至战国末期 ， 南部属楚 ， 北部属齐 。
秦朝统一 ， 地方实行郡县制 ， 全国分为三十六郡 ， 临沂地域属琅琊郡和郯郡 。 西汉时 ， 郡国并行 。 临沂地域分属徐州之琅琊国、东海郡、城阳国和兖州之泰山郡 。
东汉承西汉制度 ， 分属徐州之利城郡、东海郡、琅琊郡、琅琊国和兖州之泰山郡、东莞郡、东安郡和城阳国 。
三国时期 ， 属魏国 。 至魏末 ， 分属东海国、琅琊国、东莞郡、泰山郡 。
西晋时期 ， 分属徐州之琅琊国、东海郡、兰陵郡、东莞郡、兖州之泰山郡 。 晋室南渡后 ， 地域先后属于后赵、东晋、前燕、后燕、南燕、前秦和北魏 。
隋朝分属沂州（琅琊郡）泗州（下邳郡）、密州（高州郡）、海州（东州郡）、徐州（彭城郡） 。 唐朝分属沂州（琅琊郡）、密州（高密郡）、徐州（彭城郡） 。
宋朝分属沂州（琅琊郡）、密州（高密郡）、淮郡军等 。 宋室南渡后 ， 分属于金朝山东东路的沂州、莒州、邳州、泰安州 。
元朝分属兖州府和青州府 。 清初因之 ， 清雍正十二年（1734年）升沂州为府 ， 置附郭兰山县 ， 降莒州为散州 。 属沂州府 。 有兰山、郯城、费县、沂水、蒙阴、日照、莒州6县1州 。
中华民国成立后 ， 废府撤州 ， 实行省、道、县三级制 。 1913年撤销沂州府 ， 改莒州为莒县 。 1914年分山东省为4道 ， 改兰山县为临沂县 ， 临沂地域分属济宁道和胶东道 。 1918年撤销 。 1936 年划为山东省第三行政督察专员公署 。
解放战争时期 ， 1948年7月 ， 鲁中、鲁南、滨海三个行政区合并为鲁中南行政区 ， 设鲁中南行政公署（驻临沂城） ， 下辖7个专区 ， 49个县 。 至1949年10月1日 ， 临沂地域分属沂蒙、尼山、台枣、滨海4个专区 。
中华人民共和国成立后 ， 1950年5月 ， 鲁中南行政区撤销 。 以沂蒙专区为基础 ， 成立沂水专区 ， 辖9县 。 以滨海专区为基础 ， 成立临沂专区 ， 辖9县 。 1953年1月将原属临沂专区的赣榆、东海、邳县、新县海连市划归江苏省 。 1953年7月 ， 沂水专区撤销 ， 除日照县划归胶州专区外 ， 所辖其余各县皆划归临沂专区 ， 同时 ， 原属滕县专区的平邑县亦并入临沂专区 。
1956年3月 ， 日照县划归临沂专区 。 至1961年4月 ， 临沂专区辖临沂、郯城、苍山、临沭、莒南、沂南、沂水、沂源、蒙阴、平邑、费县、日照、莒县13个县市 。 1989年6月12日 ， 国务院确定 ， 日照市升格为地级市 。 12月2日 ， 国务院确定 ， 沂源县划归淄博市管辖 。 1992年1月 ， 莒县划归为日照市管辖 。 临沂地区辖临沂、郯城、苍山、莒南、沂水、蒙阴、平邑、费县、沂南、临沭10个县市 。
1994年12月 ， 国务院批准撤销临沂地区和县级临沂市 ， 设立地级临沂市 。 原市级临沂市分为兰山、河东、罗庄3个县级行政区 。 地级临沂市辖兰山、罗庄、河东3区和郯城、苍山、莒南、沂水、沂南、平邑、费县、蒙阴、临沭9县 。 2014年1月8日 ， 经国务院批准 ， 苍山县复名为兰陵县 。
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