1991年，济宁市公路管理段设置纪委、工会、团委、党委办公室、组织科、宣传科、老干部科、办公室、计统科、财务征收科、工程科、工程监理处、养护路政科、劳资科、机务科、科技科、教育科、资料档案科、监察室、审计科、总务科、保卫科等22个科室（部门），另有第一工程处、第二工程处、筑路机械厂、材料供应处、设计所、交调站、劳动服务公司、苗圃、市郊区公路站、兖州县公路站、曲阜市公路站、泗水县公路站、邹县公路站、微山县公路站、鱼台县公路站、金乡县公路站、嘉祥县公路站、汶上县公路局、梁山县公路站等19个直属单位。1992年9月19日，兖州县公路站更名为兖州市公路站；10月18日，邹县公路站更名为邹城市公路站；12月1日，微山县公路站更名为微山县公路管理局。1993年3月3日，泗水县公路站更名为泗水县公路管理局；26日，兖州市公路站更名为兖州市公路管理局；4月6日，成立济宁市养路费征收稽查大队；5月31日，济宁市公路管理段更名为济宁市公路管理局（简称济宁市公路局），所属11县（市、区）公路站（局）统一更名为济宁市公路管理局某某县（市、区）公路局；8月16日，济宁市公路工程总公司、济宁市公路勘测设计研究院成立，均为副县级事业单位；12月21日，327国道济宁收费处成立。1994年1月18日，济宁市郊区公路局更名为济宁市任城公路局；10月31日，山东省公路检测中心成立，为副县级事业单位，受省公路局、市公路局双重领导。1995年3月10日，济宁市公路局工程监理处（正科级）成立，实行独立核算。7月6日，济宁富通公路产业开发中心成立，为全民所有制（中一型）企业，隶属市公路局领导；25日，撤销财务征收科，设立财务科、养路费征收稽查办公室。1996年12月28日，济宁市公路局监理处划属省公路检测中心管理；济宁市公路局总务科改称生活服务站，实行独立核算。1997年3月10日，山东省交通规划设计院济宁分院成立；4月9日，济宁市公路局设多种经营科；10月24日，成立济宁市公路局城区养路费征收稽查办公室，为正科级业务单位；同时撤销养护路政科，分设养护科、路政科。1999年3月29日，济宁市公路工程总公司机械公司成立，正科级事业单位，企业化管理，自收自支，自负盈亏；10月13日，山东省圣地公路工程监理咨询中心成立，企业化管理，自收自支，自负盈亏，受济宁市公路局领导。2002年8月19日，济宁市公路局多种经营科更名为公路产业开发办公室；10月15日，济宁市公路局交通量调查站划归任城公路局管理。2003年4月30日，日东高速公路济宁管理处成立，副县级事业单位，由市公路局管理。2004年7月29日，设立济宁市公路局国道105任城收费站、省道251鱼台收费站、省道104微山收费站、省道338嘉祥收费站，均为正科级单位；9月6日，济宁市公路局产业开发办公室合并到局办公室，生活服务站由富通公路产业开发中心代管，仍为正科级单位。2005年2月28日，恢复交通量调查站为局直属单位，不再由任城公路局代管；原济宁市公路局高速公路济宁路政大队更名为济菏高速公路济宁路政大队，为正科级单位，由济宁市公路局管理；济宁市公路局培训中心、生活服务站撤并到济宁富通公路产业开发中心；日东高速公路济宁路政管理大队整建制交日东高速公路济宁管理处管理。2007年4月23日，京福高速公路济宁路政大队更名为济菏高速公路济宁路政大队，为正科级单位，由济宁市公路局管理。