1312 – 1314Gerhard IV. († vor 1320), Dompropst von Lübeck 1300–1311
1312 – 1359Johann III.der Milde (* ca. 1296; † 1359), auch Graf von Holstein-Kiel ab 1316 und Herr von Fehmarn ab 1326
1323 – 1350Gerhard V. (* ca. 1315; † 1350) war niemals Herrscher, sondern nur Gutsbesitzer und Domherr (Kanonikus) in Lübeck
1359 – 1390Adolf VII. († 1390), auch Graf von Holstein-Kiel und Herr von Fehmarn
Nach dem Tod von Gerhard II. herrschten Gerhard IV. und sein jüngerer Halbbruder Johann III. gemeinsam über Holstein-Plön. 1314 verkaufte Gerhard IV.sein Gebiet an Johann III., der so alleiniger Graf von Holstein-Plön wurde. Er eroberte zusammen mit Gerhard III. Holstein-Kiel dazu. Als 1390 die Plöner Linie ausstarb, fielen Holstein-Plön und Holstein-Kiel an Graf Nikolaus von Holstein-Rendsburg († 1397) und seinen Neffen Graf Gerhard VI. von Holstein-Rendsburg († 1404).