经气象预测，19日夜间到20日白天，中高层环流较平直，低层和地面气压场较弱，早晨鲁东南空气湿度较大，全市天气多云，有轻雾或雾，南风短时北风2～3级，污染物扩散气象条件较差，不利于空气污染物稀释、扩散和清除。
20日夜间到21日白天，高层环流较平直，中低层后期受低槽影响，全市天气多云转阴，偏南风2～3级，污染物扩散气象条件较差，不利于空气污染物稀释、扩散和清除。
经会商预测，1月20日全天，临沂市城区空气质量指数为200至230，空气质量为中度污染至重度污染，首要污染物为PM2.5， 1月21日全天，临沂市城区空气质量指数为210至240，空气质量为重度污染，首要污染物为PM2.5。