В октябре 1943 года в ОКБ С. В. Ильюшина в инициативном порядке начались работы по проектированию пассажирского самолёта.

Первый вариант проекта самолёта Ил-12 был рассчитан на 29 пассажиров, размещённых в герметичном фюзеляже. Максимальная дальность полёта предполагалась равной 5000 км при крейсерской скорости около 400 км/ч. На нём планировалось установить четыре двигателя М-88В (модифицированный вариант М-88Б, хорошо зарекомендовавших себя на Ил-4).

В своём дальнейшем развитии проект самолёта претерпел значительные изменения.

Четыре двигателя М-88В были заменены на два дизельных АЧ-31, число пассажиров уменьшено до 27, было решено отказаться от герметичного фюзеляжа.

2 марта 1944 года компоновка и общий вид Ил-12 с двигателями АЧ-31 были утверждены С. В. Ильюшиным.[5] К осени 1944 года эскизное проектирование было завершено, началась постройка опытного самолёта.

Первый полёт Ил-12 с дизельными двигателями АЧ-31 состоялся 15 августа 1945 года. Несколько полётов лётчиков-испытателей Владимира и Константина Коккинаки по программе заводских испытаний выявили необходимость значительной доработки опытных двигателей, что могло серьёзно отдалить срок выхода Ил-12 на регулярные линии.

С. В. Ильюшин принял решение заменить дизельные двигатели АЧ-31 на бензиновые АШ-82ФН. Конструкция самолёта была доработана под установку новых двигателей, и 9 января 1946 года состоялся первый полёт Ил-12 с двигателями АШ-82ФН. В первых полётах проявила себя сильная тряска воздушных винтов, которая возникала из-за недостаточной жёсткости лопастей. Были проведены лётные испытания трёх вариантов воздушных винтов, тряска была устранена.

Государственные испытания Ил-12 успешно прошли с 1 июля по 16 сентября 1946 года.

18 августа 1946 года состоялся первый публичный показ самолёта на воздушном параде в Тушине.

21 октября 1946 года вышел приказ Министерства авиационной промышленности о запуске Ил-12 в серийное производство на московском заводе № 30.

В начале 1947 года пять самолётов Ил-12 опытной серии были переданы на эксплуатационные испытания в первую отдельную авиагруппу ГВФ, которая базировалась в аэропорту «Внуково». Во время эксплуатационных испытаний были выполнены 1500 полётов. По оценке пилотов, Ил-12 обладал простотой в управлении и был доступен пилотированию лётчиками как I, так и II класса. Эксплуатационные испытания завершились 20 мая.

1 мая 1947 года группа Ил-12 участвовала в воздушном параде над Красной площадью.

1 июня 1947 года началась регулярная пассажирская эксплуатация Ил-12 в Аэрофлоте.

В 1948 году Ил-12 вывели на международные регулярные рейсы. Первой авиалинией, на которой начали применять Ил-12, стала Москва — София. Затем Ил-12 стали регулярно летать в Берлин, Белград, Будапешт, Бухарест, Варшаву, Вену, Кабул, Прагу, Тегеран, Стокгольм, Хельсинки, Улан-Батор. В 1954 году открылась авиалиния Москва — Париж.

В СССР самым длительным рейсом Ил-12 был Москва — Хабаровск, протяжённостью 7000 км. Полёт занимал 28 часов, с пятью промежуточными посадками.

С 1956 года самолёты Ил-12 начали применять в Антарктиде.

Со второй половины 1950-х новый Ил-14 постепенно начал заменять Ил-12. В СССР самолёты Ил-12 эксплуатировались до 1968 года, когда экипаж майора В. М. Базилевича перегнал последний Ил-12 из 478-го учебного авиаполка в Борисоглебске в чебоксарскую школу младших авиационных специалистов.

В Китае на пассажирских линиях Ил-12 эксплуатировались до 1988 года. А две военные машины с бортовыми номерами «35240» и «35241» использовались до октября 1993 года, пока их не установили на вечную стоянку в музей Датань-Шаня.

Впервые за рубежом Ил-12 демонстрировался 24 апреля 1948 года в Польше на Познаньской ярмарке. По итогам ярмарки авиакомпания LOT закупила пять самолётов Ил-12Б.

В 1949—1951 году чешская Czech Airlines приобрела десять Ил-12Б.

Один Ил-12 эксплуатировался с 1949 года в Румынии.

Больше всего самолётов было экспортировано в Китай. Первая партия из двадцати машин была перегнана в 1949 году. В дальнейшем поставки продолжались.

Специальные варианты: Два Ил-12 использовались в качестве летающих лабораторий: метеорологической и отработки экспериментальных ПОС (противообледенительных систем). Несколько Ил-12 были оборудованы для аэрофотосъёмки и, как минимум, один — для аэроэлектромагнитной съёмки, применяемой для геологического картирования и поиска полезных ископаемых.

Предполагалось использовать Ил-12 в качестве бомбардировщика. С обеих сторон центроплана крыла сделали бомболюки для 16 фугасных бомб, под центропланом установили три балочных держателя, рассчитанные для подвески десантных контейнеров или бомб массой до 1500 кг. Для защиты от воздушного противника устанавливался пулемёт калибра 12,7 в верхней башенной установке или пушка Б-20 в конце 50-х гг.