1994年12月17日，撤销临沂地区和县级临沂市，设立地级临沂市。临沂市设立兰山区、罗庄区和河东区。兰山区辖兰山、金雀山、银雀山3个街道和白沙埠镇、义堂镇、大岭镇、李官乡、半程镇、枣沟头镇、南坊乡、朱保乡、马厂湖乡。
1991年1月14日，撤销临沂市九曲乡，设立九曲镇；撤销临沂市白庄乡，设立盛庄镇。
1993年9月8日，撤销临沂市大岭乡，设立大岭镇；撤销临沂市南坊乡，设立南坊镇；撤销临沂市册山乡，设立册山镇。
1994年9月7日，撤销临沂市梅埠乡、重沟乡、芝麻墩乡、半程乡、枣沟头乡，设立梅埠镇、重沟镇、芝麻墩镇、半程镇、枣沟头镇。
1996年12月29日，撤销马厂湖乡，设立马厂湖镇。
2000年4月19日，将大岭镇前钦宿、后钦宿、葛家王平庄、曹家王平庄、蒋家王平庄、八里屯、小官路、西张庄、毛家庄、沟上、前韦家屯、后韦家屯、韦家屯等13个村划归兰山街道管辖。
2000年，兰山区辖3个街道、7个镇、2个乡。
2001年，兰山区由3个街道、7个镇、2个乡调整为3个街道、6个镇、2个乡：兰山街道、金雀山街道、银雀山街道、义堂镇、白沙埠镇、南坊镇、枣沟头镇、半程镇、马厂湖镇、李官乡、朱保乡。2002年3月22日，省政府批复同意：临沂市兰山区撤销朱保乡，设立朱保镇，其行政区域和人民政府驻地不变；撤销李官乡，设立李官镇，其行政区域和人民政府驻地不变。截至2002年12月31日，兰山区辖3个街道、8个镇。
2003年1月17日，省政府批复同意临沂市兰山区撤销南坊镇，以原南坊镇的行政区域设立南坊街道，办事处机关驻原南坊镇人民政府驻地。2003年5月13日，省政府批复同意将费县汪沟镇石家庄、东石沟、西石沟、后社、三胜庄、永太庄、任家庄等7个村划归临沂市兰山区半程镇管辖。
2004年，南坊街道将55个行政村调整为17个。
2005年8月4日，兰山区人民政府同意枣沟头镇将原有的54个行政村合并为50个，同意半程镇将原有的58个行政村合并为50个，同意李官镇将原有的49个行政村合并为39个，同意白沙埠将原有的50个行政村合并为36个。
2011年1月23日，兰山、费县行政区划调整交接见面会在方城镇举行。费县方城镇鲁阳村等9个行政村和汪沟镇新张庄村等5个行政村划归费县薛庄镇管辖。根据山东省人民政府同意费县新桥镇、方城镇、汪沟镇划归临沂市兰山区管辖。 兰山区位于临沂市中部。东隔沂河与河东区相望，西与费县、苍山县毗连，南接罗庄区，北邻沂南县。东西最大横距26公里，南北最大纵距34公里，辖区总面积660平方公里。
兰山区有平原和丘陵两种地形类型，平原为主。北部、西部为丘陵，属鲁中南山地的南缘，海拔在80米至250米之间。艾山为全区最高峰，海拔254.6米。中部及东南部为山前冲洪积平原，海拔在80米至150左右。整个地势西北高、东南低，倾家斜度为3-5°。
兰山区境北、西部多山，均为沂蒙山脉余脉，大致分为3支：北支起自蒙山，入境后为芒山、铁山、尖山、磨山、桃花山、凤凰山、茶山等；西支与费县、兰陵县山脉相接，自北而南为艾山、铁牛山、卧虎山、雾平山等；南支金雀山、银雀山，向南与罗庄区的铁矿山、太云山、大柱山连成一脉。
兰山区境内有大小山头10余座，均为沂蒙山脉之余脉。大致分为3支；北支起自蒙山，有芦山、铁山、尖山、磨山、桃花山、凤凰山、白土山、茶山；西支与费县、苍山县境内山脉相连，由北到南有艾山、铁牛山、卧虎山、雾平山、薛南山等；南支起自金雀山和银雀山，由北到南伸展到罗庄区境内的铁矿山、庆去山、大柱山。
茶山
古称嵯岈山，又名茶芽山、茶叶山。位于临沂城北22.5公里处。山体由红杂石、石灰石构成 ，海拔高度227.1米，四周绵亘1平方公里。茶山素闻有“临沂镇山”之称。
艾山
又名华艾山、艾花山，以产艾而得名。位于临沂城西北14.5公里处。山体由石灰石构成，海拔254.6米，绵亘数十里，为区境第二高峰。
金雀山与银雀山
旧称金雀环、银雀环，位于临沂城南隅。山体由石灰岩、紫色页岩构成，海拔只有88米。两山岗东西对峙，因盛开金黄色、银白色两种草花得名。《临沂县志·山川》载：“山上旧有王氏书院，系元王佐建。今遗址无考矣。” 境内有沂、沭、枋、涑等大小河流10余条，均属淮河流域之沂沭泗水系，流向自北而南或自西而东。注入沂河的主要有蒙河、白云河、孝感河、柳青河、祊河、涑河、陷泥河、李公河、燕子河。
沂河
又称沂水，发源于沂源县西北部的松山北麓。流经沂源、沂水、沂南、兰山、河东、罗庄、兰陵、郯城8县区，由郯城县吴家道口村入苏北平原，由新沂河注入黄海。全长574公里，流域总面积17325平方公里，大小支流100多条。区境内，流长34.9公里，流域面积64.93平方公里，河口最宽处1540米。1957年7月，沂河桥头最大流量为15400立方米/秒。沂河属山洪河道，历史上经常发生水患。
祊河
祊 （bēng）河得名于古代之祊邑，系沂河西岸的一级支流。全长137公里，流域面积3376平方公里，河床平均宽1200米，入沂口处宽2034米，区境长26.7公里，流经朱保、义堂、枣沟头、南坊等镇，于临沂城东北隅注入沂河。流域面积32.3平方公里，最大过水量6600立方米/秒。祊河为山洪河道，历史上为害河。
涑河
发源于费县马庄乡的鱼鳞山、天井汪山附近。向东流至西单村入区境，经水磨头村折而北流，过大芝房村折而东南至朱里村，经堰东、堰西村，在兰山街道的南郭庄分成两支，南支称为南涑河，北支为北涑河。
南涑河为涑河南流之故道，流经罗庄区的盛庄、马厂湖、岑石、罗庄、傅庄等乡镇，至郯城县境注入武河，全长41.2公里，流域面积249.18平方公里，区境长9.9公里，最大流量416立方米/秒。过去，南涑河由于中下游河道弯曲和分支处无法控制，每到汛期，南北混流，常泛滥成灾。1961年，在分支处的郭庄村北建水闸一座，后又进行5次治理，已变害为利。
北涑河为明代嘉靖年间由泾王朱佑舜集民众开凿的人工河。引涑河之水直达临沂城，环城北注入沂河。在城西门外，开凿分支东南流入青龙河（习称护城河），环城南于大埠东村北注入沂河，全长30公里（南郭庄以上河段长30.4公里除外），流域面积126.77平方公里，洪峰流量529立方米/秒。
孝河
又称孝感河，位于城北白沙埠镇境内。发源于茶山南麓之桃花岭。
柳青河
因两岸多柳而得名。《临沂县志·山川》载：“柳青河二源：一出茶芽山前云北湖，西南流；一出费县汪沟，东至潭家庄入县境。又东南会半程、枣沟各湖之水与东支会，又东南至岔河村入于沂。”全长34公里，流域面积240平方公里；境内长20.75公里，流域面积218.8平方公里，最大流量531立方米/秒。
柳青河支流除费县汪沟及区境内小柳青河、鸭子沟等较大略见河形外，其余皆由李官、白沙埠、半程、枣沟头境内之沟水汇集而成，每遇大雨，必致泛滥。
翻花泉
位于半程镇韩家村。《临沂县志·湖泉》云：“翻花泉，城北四十里，泉濒小河，沙随水涌，势若翻花。对岸有石洞 ，可容数百人。”所谓小河，系指柳青河上游支流。“石洞”民间传说乃王敖修仙之所。
