抗日戰爭時期中國共產黨領導的八路軍三個主力師之一。1937年8月25日，由紅軍第一方面軍和第七十四師等部編成，林彪任師長，聶榮臻任副師長（10月改任師政治委員），轄第三四三、第三四四旅和獨立團，共1.5萬餘人。8月下旬開赴山西。9月25日，首戰平型關告捷，殲滅日軍1 000餘人，取得全國抗戰開始以來中國軍隊主動尋殲日軍的第一個大勝利。隨後，第一一五師主力由晉東北南下，聶榮臻率領師獨立團等部留守五台山，創建晉察冀抗日根據地。第三四四旅挺進晉東南後，歸第一二九師指揮。第一一五師師部率第三四三旅進至晉西南同日軍作戰。1938年3月，林彪負傷後，陳光任代理師長。1938年6月至1939年初，第一一五師主力先後分多批挺進山東後，與山東縱隊共同打擊日偽軍，開闢山東抗日根據地。1940—1941年，第一一五師擴編7個教導旅和魯西、湖西、冀魯邊、魯南4個軍區。1941年8月19日，中共中央書記處決定山東縱隊（1942年8月改為“山東軍區”）歸第一一五師指揮。1943年3月，根據中共中央決定，第一一五師和山東軍區合併為新的山東軍區（保留“第一一五師”番號），羅榮桓任山東軍區司令員兼政治委員、第一一五師政治委員兼代師長，對山東軍區部隊實行一元化領導。所屬部隊整編為13個主力團。在八年全國抗日戰爭中，第一一五師和山東軍區部隊共殲滅日偽軍35萬人，自身發展到27萬餘人。
