兰山区是鲁南、苏北重要的交通枢纽，也是联结长三角、环渤海经济圈的新欧亚大陆桥东桥头堡枢纽。327国道、205国道、206国道和数条省际干道纵横交织。兖石铁路过境，京沪高速公路贯穿境内，并在义堂镇设有大型出入口。

兰山区建有临沂长途汽车站、临沂火车站、京沪高速公路义堂和汪沟出入口等大型交通枢纽设施。距临沂飞机场3千米，距日照港150千米、岚山港110千米，距济南市280千米、北京市723千米。