1944年1月，陈士榘组织发起石沟崖村攻坚战。石沟崖村位于日照和莒县之间的公路上，是连结两县的枢纽，也是伸入滨海根据地的一颗钉子。石沟崖村四面环山，工事坚固，障碍较多，易守难攻。驻守该村的是日照县伪保安大队副大队长朱信斋部4个中队500余人。
陈士榘多次研究作战方案并进行战术推演。决定采取强攻战术，用两至三天时间分3次战斗，拿下这个据点。他命令第六团主攻；莒中独立营和滨海支队一个团，分别在石沟崖东、西两侧构筑阵地，阻击自日照和莒县来援的日伪军；调第十三团和教导团一部为预备队。1月21日晚，第六团团长贺东生率领全团及配属的军区工兵连排长余维雄带领的爆破组，冒着刺骨的寒风，向石沟崖村进发，拂晓之前完成了合围。第一营3个连分别攻克东、西两个大碉堡和石沟崖村。22日下午，第二、第三营进攻北围寨，激战至23日上午，全歼其伪军3个中队，并活捉朱信斋。守南围寨的伪军1个中队，见势乘夜突围，大部被歼。从莒县来援之日伪军400余人，遭到莒中独立营的阻击，被迫退回莒县。
莒县城内有日军1个中队100余人和伪军1个保安大队。该城内外筑有坚固的防御工事，构成独立防御体系。伪县保安大队有3500余人，其副大队长莫正民，经滨海军区做争取工作，准备带出部队反正。11月，山东军区决定集中约1万兵力，以里应外合手段收复莒县县城，战役由滨海军区司令员陈士榘、政治委员唐亮统一指挥。陈士榘、唐亮受命后立即进行部署，将部队分成攻城、打援和扫除外围据点三部分，加紧战前动员。12日下午，陈士榘命参谋周乐亭化装成伪军军官，随敌工科科长谷凤鸣进城，进行莫正民部反正和攻占日军据点的准备工作。工兵连班长吉玉贵等化装成卖布商人，骑自行车将包装炸药的布匹运至城南关，通过内应将炸药包放在炮楼中。
14日16时40分，随着巨大的爆炸声，莫正民部按计划顺利出城进入根据地。第六团和军区特务团主力及莒中独立营乘势攻入城内，将日军压缩到中心围寨内，日军利用坚固工事顽抗。由于攻城部队缺乏炮火支援，强攻未果，乃转为围困。16日，诸城日军分批增援，遭阻援部队顽强抗击，仅有一部突入莒县城。城内日军在滨海军区围困和不断打击下，于29日被迫撤退，莒县城遂告收复。
根据毛泽东“猛烈扩大解放区”的指示，1945年上半年，山东军区先后部署了春、夏季攻势。陈士榘率领滨海军区所属部队参加了这两次攻势作战。1月中旬，陈士榘指挥第六、第十三团在诸城以东和赣榆外围地区对日伪军展开进攻，攻克百尺河等据点40余处，歼伪军1000余人，并通过政治攻势，争取伪军1300余人反正。6月下旬，滨海军区发起讨伐梁钟亭部战役。该部原为国民党军挺进第十七纵队，共2000余人，后投靠日军。22日，陈士榘指挥第四团、独立第一团等部，在鲁南军区第五团配合下，对驻郯城西南王海子、新城的梁钟亭部发起攻击。激战至26日，攻克大小据点10余处，歼伪军500余人，生俘梁钟亭。
7月12日，陈士榘等指挥第四团、独立第一团及地方武装一部，发起郯（城）码（头）战役。当日夜，对日伪军重要据点码头镇发起攻击。战至16日夜，歼日军1个小队和伪军500余人，解放码头镇，并攻克郯城以南店子据点，使郯城陷入孤立。接着，他指挥部队乘胜包围郯城并展开政治攻势。23日，郯城守军弃城逃窜，战役遂告结束。
这期间，滨海军区还发起了讨伐张步云部战役。张步云时任伪山东国民自卫军第一集团军司令兼第一军军长。所部3个师，共1万余人，盘踞在滨海区北部的诸城、高密地区。为打好此仗，陈士榘多次召集机关和参战部队团以上干部共商作战计划和具体部署。在打法上，陈士榘认为张步云部人员多、占地广，一口难以吃下，应分两个阶段进行攻击。报经山东军区领导同意后，由滨海军区副司令员万毅统一指挥，于7月15日夜，发起第一阶段作战，第六、第十三团和鲁中军区第一、第十二团冒着倾盆大雨，分路驰奔相州、双庙、秦家河崖等据点，伪军大部被歼，残部东涉潍河溃逃。至17日，潍河西的伪军被肃清，第一阶段作战胜利结束。20日，第二阶段作战打响。滨海、鲁中军区部队分兵两路，先后东渡潍河。一路向北直逼胶济铁路，歼灭高密伪自卫团一部，随后继续向北发展，策应路北胶东军区部队作战；一路向南于诸城以北埠头一带歼诸城保安队，生俘保安队队长吕孝生。在滨海、鲁中军区参战部
