1967年6月1日，中央军委批准，将空军第6军军部扩编为中国人民解放军济南军区空军。

中国空军军徽

1967年9月15日，正式行使军区空军职权。机关设司令部、政治部、后勤部、工程部。

1970年2月，工程部撤销。1976年2月，增设航空工程部，1993年9月，改称装备技术部，1998年12月，整编为装备部。
济南军区空军成立后，空军第6军所辖驻山东省和徐海地区部队划归济南军区空军建制。

1975年2月，济南军区空军辖区1所航空学校，由空军直属改归济南军区空军建制。

1978年10月，所属航空学校和驻徐海地区部队划归南京军区空军建制。

1985年下半年，武汉军区空军撤销后，驻河南省空军部队、院校划归济南军区空军建制；调整、撤销、合併部分单位。

至20世纪末，济南军区空军发展成为一支由航空兵、地空飞弹兵、雷达兵、通信兵和其他专业兵组成的合成军队。

司令部

政治部

后勤部

装备部

历任司令员：吴宗先、王子祥、林基贵、吴光宇、韩瑞阶、郭玉祥、何为荣、刘忠兴；

历任政治委员：李勃、关盛志、王平水(第二政治委员)、张雍耿、张振先、杨汉文、张汉平、冯永生、王吉连、芮清凯。

济南军区空军长期担负辖区内防空作战任务，为保卫祖国领空安全做出重要贡献。1971年12月30日，空军航空兵第5师团长杨国祥驾驶飞机执行空投核子弹试验任务，由于投弹系统故障，在地面指挥员正确指挥下，勇敢沉着地驾机载弹安全着陆。排除故障后，于1972年1月7日空投核子弹试验成功。此外，济南军区空军部队遂行黄河炸凌防洪、唐山抗震救灾、抢救被黄河水围困的胜利油田、青岛黄岛油库灭火、人工增雨、飞播造林，以及援建胜利油田机场、徐州观音机场等，为抢救人民生命财产和支援国家经济建设做出贡献。

中国空军机徽