1955年开始编制城镇总体规划方案，对工业和其他建设项目作了规划安排，基本避免了盲目建设现象。1958～1964年进行过3次城市规划。其中，在中央设计院的帮助下，省规划设计院编制的《兖济市规划》较有影响。但由于受“大跃进”影响，规划规模过大，除山东拖拉机厂、煤矿机械厂等少数单位按规划建厂外，大部没有付诸实施。
1974年，编制以山拖、煤机厂、兖州北站和旧城区为一体的《兖州县城镇总体规划》。1975年，根据地委指示对规划作了修改。1979年4月，地区建委召开曲、邹、济、兖4县会议会审，经省规划设计院总工程师方承运指导修改，1979年8月报济宁地区行署和省政府，1982年5月，省政府批准了这一规划，定为《1982年兖州县城镇总体规划》，并开始付诸实施。规划的指导思想是：以旧城改造为主，做到全面规划、合理布局，充分发挥现有设施的作用，躲开煤田，本着“大分散、小集中”的原则发展新城区，注意保护环境，处理好“三废”污染。城镇的性质是：以农业机械、煤矿机械、交通枢纽为主的新型的工业城镇。规划年限近期至1985年，远期至2000年，总体规划用地为22.75平方公里。涉及城区道路、园林绿化、工矿分区、交通电信、公共设施、生活分区等方面的整体布局。这一规划在指导城市建设各项事业的发展和促进城乡结合等方面起到重要作用。
1989年，原规划至2000年15万人口的规模已经达到。山东复合肥厂、齐鲁钢铁公司定点兖州，一旦实施，将对兖州城市性质、规模、布局都会产生重大影响，迫切需要对城市规划进行整体修订。同年8月县政府委托山东省城乡规划设计研究院与县建委共同修订，1990年2月完成规划方案，经县人大批准上报济宁市。这一规划未经省政府审批，只作为在执行1982年规划时参考。
随着城市社会经济迅速发展，城市规划建设不断出现新情况、新问题。1995年4月，兖州市人民政府委托山东省城乡规划设计研究院编制新一轮城市总体规划，规划方案作出，同年12月向济宁市建委作了全面汇报，此后对方案进行了补充完善。规划的指导思想是:以人为本、以经济建设为中心，以优化生态环境为重点，着眼全局，面向未来，建设现代化城市。城市发展的总目标是:把兖州建设成为能源和工业基地，现代化的交通枢纽和商贸中心城市。近期规划至2000年，市区人口22.2万，远期规划至2010年，市区人口规模达到55.9万。鉴于齐鲁钢铁公司上马无期等不定因素的影响，规划编制具有弹性，最终确定市区人口规模，2000年为20～25万人，2010年为50～60万人。用地规模近期为28.68平方公里，远期为72平方公里。其发展方向是:依托旧城向西发展为主，适当发展和完善北部。