Самолёт создан в ОКБ Бериева. Машина предназначалась для замены Бе-6. На самолёте-амфибии установлен комплект целевого оборудования, позволяющего вести поиск и борьбу с подводными лодками противника.

В октябре 1960 года самолёт осуществил свой первый полёт, 9 июля 1961 года был представлен советской общественности и иностранным военным обозревателям на авиационном параде в Тушино (вместе с противолодочным вертолётом Ка-20), а к осени 1963 года уже поступил в части авиации ДКБФ и КТОФ.

В конце 2010-х годов было объявлено, что ВМФ России начинает модернизацию самолётов-амфибий Бе-12 «Чайка» — обновлённые машины станут охотниками за атомными подлодками, они смогут не только обнаруживать, но и длительное время следить за ними. На них будет полностью заменено бортовое оборудование, появился новый гидроакустический комплекс, датчики обнаружения и детектор магнитных аномалий, а также улучшенные глубинные бомбы и торпеды.

Конструктивно самолёт построен по схеме высокоплана с крылом типа «чайка», двумя турбовинтовыми двигателями АИ-20Д серии 3 (серии 4) на крыле и вспомогательной силовой установкой ТГУ-АИ-8 в корме. Фюзеляж выполнен в виде двухреданной лодки глиссерного типа и трёхопорным убирающемся шасси с хвостовым колесом.

Фюзеляж представляет собой конструкцию из 10 отсеков, восемь из которых водонепроницаемы от низа до высоты 3,3 метра. Каркас лодки состоит из 71 шпангоута, стрингерного набора и работающей обшивки. Непотопляемость гарантируется при повреждении и затоплении двух любых отсеков. Реданы обеспечивают уменьшение величины смоченной поверхности днища и бортов лодки. Первый редан облегчает изменение угла дифферента лодки на разбеге и выход на самый выгодный угол атаки крыла. Второй редан, образованный изломом днища в кормовой части лодки, обеспечивает выход на первый редан. Днище лодки имеет переменную килеватость.

В носовой части лодки расположены негерметичные кабины штурмана и летчиков, в средней части - кабина радиста с блистером. Входные двери для экипажа, расположенные в носовом отсеке и в хвостовой части, открываются вовнутрь, что облегчает покидание гидросамолета в случае его затопления.

В целом, конструктивное улучшение мореходных качеств фюзеляжа привело к заметному ухудшению аэродинамики планера.

В средней части фюзеляжа, между шпангоутами № 31-43, расположен грузовой отсек с двумя люками — верхним и нижним, закрываемыми створками с механизмом привода от гидромоторов. Створки имеют пневматические шланги герметизации. На бортах средней части лодки впереди редана, между шпангоутами № 22-26 сделаны ниши для уборки основных опор шасси.

Крыло двухлонжеронное трапециевидной формы, кессонной конструкции. Поперечное V средней части составляет 20 градусов, консоли имеют отрицательный угол в — 1,5 градуса. Кессон образован двумя лонжеронами, верхней и нижней панелями. Крыло набиралось из профилей с относительно большой толщины, что обеспечивало полет на малых скоростях.

Такая форма крыла позволяет максимально удалить двигатели от водной поверхности и предотвращения их заливания водой при взлётах и посадках. Механизация крыла — однощелевые закрылки. Для управления по крену применяются элероны с триммерами. В крыле имеется восемь отсеков под мягкие топливные баки (в центроплане) и два герметичных бака-отсека в кессонах средней части. На нижней поверхности хвостовых отсеков крыла находятся посадочные фары, на концевых - бортовые аэронавигационные огни. На нижней поверхности средней части крыла расположены узлы крепления балочных держателей, на левой плоскости установлен контейнер для морских ориентирных бомб ОМАБ. К консолям крыла на пилонах крепятся неубирающиеся в полёте однореданные поплавки опорного типа с плоскокилеватым днищем. Поплавки разделены на пять отсеков. При прямом положении лодки (на ровном киле) и осадке менее 1,4 м между поплавком и водной поверхностью остается небольшой зазор. Во избежание зарывания поплавков носом в воду на разбеге и пробеге их установили под углом 5 град, к нижней строительной горизонтали (касательная к килю первого редана). Поэтому угол дифферента поплавков всегда на 5 град, больше чем у лодки, которая при нормальном полётном весе имеет дифферент на корму, равный 2 град.

Хвостовое оперение - это несущие поверхности, обеспечивающие продольную и путевую устойчивость и управляемость самолета, состоит из стабилизатора с углом поперечного V = 5,5 градуса и рулями высоты, и двумя вертикальными килями (килевые шайбы), развёрнутые вправо на 2 градуса для компенсации реактивного момента воздушных винтов. Такая схема обеспечивала обдув килей, стабилизатора и рулей потоком от воздушных винтов, что повышало их эффективность. На верхней части рулей направления установлены якорные огни и огни сигнализатора воды в отсеке.

Управление - система управления самолетом штурвальная безбустерная со смешанной проводкой. В кабине летчиков установлены две рулевые колонки и двойные педали управления. Усилия на командных рычагах снижаются с помощью триммеров и сервокомпенсаторов, установленных в каналах крена и курса. Полет в автоматическом режиме обеспечивает автопилот. Для управления водорулем служит бустер, соединенный тросовой проводкой с рулями направления (используется только для полетов с воды, при полете с сухопутного аэродрома водоруль отключается). Управление закрылками дистанционное, электромеханическое, привод от гидромотора.

Морское оборудование

Для маневрирования на плаву за задним реданом имеется водяной руль, с приводом от гидравлического агрегата. При полётах с сухопутного аэродрома руль блокируется в нейтральном положении.

Морское оборудование размещено в кабине штурмана и включает бортовую лебедку, якорь адмиралтейского типа весом 19 кг с расчетной держащей силой 250—300 кг. Кроме того, имеются запасной якорный трос, два плавучих якоря, два складных стопорных крюка, линеметательное устройство с концом, сигнальные флажки, мегафон.

Палубный и якорный люки в передней части лодки предназначены для выполнения штурманом операций, связанных с постановкой самолёта на бочку (обычно поплавок — цилиндрической формы, устанавливается на мертвых якорях) или на якорь, со взятием катером на буксир. Вблизи правого люка расположены причальные утки (двурогая фигурная планка для крепления снастей небольшого диаметра) для удержания плавсредств, причаливающих к самолёту. Для базирования на необорудованной акватории имеется якорное устройство. В отсеках самолета размещаются ручные водооткачивающие насосы, пластыри и другое оборудование для устранения последствий пробоин.

Кабина экипажа

Экипаж состоит из четырёх человек. В носовой части расположены рабочие места лётчиков и штурмана, в средней части фюзеляжа располагается радист. Для входа-выхода в самолёт в носовой и кормовой частях фюзеляжа справа имеются две двери, открывающиеся внутрь (что облегчает покидание самолёта при его затоплении). При аварийной ситуации во время полета штурман покидает самолет через носовой люк, радист через заднюю входную дверь, а оба летчика катапультируются.

Рабочие места экипажа оборудованы кислородной системой. Кресло штурмана установлено на рельсах и может разворачиваться в сторону боковых приборных панелей. В случае покидания самолета в воздухе кресло штурмана выпадает через носовой аварийный люк. Катапультируемые кресла летчиков размещены на подвижных каретках.

Шасси самолёта трёхопорное, с хвостовым колесом. Основные стойки убираются в ниши фюзеляжа по бортам, хвостовое колесо в отсек за вторым реданом. Амортизация стоек — газомаслянная. Система торможения снабжена антиюзовой автоматикой.

Главные опоры шасси - одностоечные и состоят из амортизационной стойки с установленным на полуоси тормозным колесом, фермы, V-образного подкоса и замков выпущенного и убранного положений.

Хвостовая опора - рычажного типа, убирается в специальную нишу и закрывается двумя створками. Состоит из амортизатора, траверсы, V-образного подкоса, системы управления поворотом хвостового колеса, нетормозного колеса и замка убранного положения опоры.

Основные стойки имеют по одному колесу размером 1450×520, хвостовое колесо 950×350.

Гидросистема состоит из основной и запасной. Работу основной системы, предназначенной для выпуска и уборки шасси, закрылков, створок грузолюка, привода стеклоочистителей, торможения колес, поворота водяного руля и хвостового колеса обеспечивают два гидронасоса типа 435Ф, установленные на двигателях. В запасной системе, предназначенной для основного и аварийного торможения колёс, а при необходимости — для уборки и выпуска шасси, закрылков, управления водорулем, используется электроприводной насос типа 465К. Рабочее давление в системе составляет 150 кг/см², рабочая жидкость - АМГ-10. Обе системы закрытого типа, с наддувом гидробаков.

Топливная система из 12 крыльевых и одного фюзеляжного бака, при полной заправке 8600 кг авиационного керосина Т-1, Т-2 или ТС. Также в грузоотсек можно поставить два дополнительных бака на 1980 л (1380 кг). Баки № 3 и № 4 в кессонных частях центроплана являются расходными и снабжены электрическими подкачивающими насосами. В расходные баки топливо поступает из остальных баков самотёком. Заправка самолёта производится централизовано под давлением или через верхние заправочные горловины и обеспечивает прием топлива как на земле, так и на плаву от специально оборудованных танкеров. Заправка на плаву осуществляется при движении танкера и самолета в кильватерном строю. Узел заправки топливом на плаву расположен в носовой части лодки по правому борту. Имеется система аварийного слива топлива в полёте, система позволяет в полете слить до 5000 л топлива за 6 минут.

Пневмосистема обеспечивает аварийное покидание самолёта, наддув оборудования (радиоблоков), открытие и герметизацию крышек люков и дверей. С её помощью открывается люк штурмана, отстопоривается штурвал, откатываются крышки фонаря летчиков, открывается крышка контейнера лодки ЛАС-5М-3. Запас воздуха обеспечивается центральным баллоном и электроприводным компрессором 1080А, создающим давление 150 и 55 кг/см². Электропроводной компрессор включается периодически до 20% времени полета. На самолёте обеспечивается низкая влажность воздуха за счет наддува радиоэлектронного оборудования, гидробаков и шлангов герметизации.

Противообледенительная система воздушно-теплового типа применяется для борьбы с нарастанием льда на крыльях, оперении и воздухозаборниках двигателей.

Горячим воздухом обогреваются носки воздухозаборников, входной направляющий аппарат, носки центроплана, средние и консольные части крыла, стабилизатор, кильшайбы и др. Электрический обогрев установлен на стеклах кабины лётчиков и штурмана, лопастях винтов, обтекателях втулок винтов (коков), приёмниках воздушного давления и другое.

Противопожарное оборудование состоит из системы сигнализации о пожаре и системы автоматического пожаротушения (с возможностью ручной активации) — на каждый двигатель по 4 баллона с фреоном первой и второй очереди тушения в подкапотном пространстве и по два баллона — тушение во внутренней полости двигателя. В отсеке фюзеляжа между шпангоутами 26-36 установлены только датчики ССП, а тушение возгорания производится ручными переносными огнетушителями. Для предотвращения взрывов топливных баках при прострелах и повреждениях на самолёте имеется система нейтрального газа. Запас углекислоты хранится в пяти баллонах.

Системы жизнеобеспечения Кабина самолёта негерметична. Система кондиционирования и вентиляции регулирует температуру воздуха в кабинах, горячий воздух отбирается от двигателей. При полётах на высоте свыше 4000 метров экипаж использует кислородную систему. Запас газообразного кислорода хранится в 20 баллонах типа Ш-20. Имеются парашютные кислородные приборы КП-27М у летчиков, КП-23 — у штурмана и радиста.

Система аварийного покидания и спасения

Самолёты Бе-12 оборудованы двумя (только для лётчиков) катапультными креслами КТ-1 (от Ту-16) с телескопическим стреляющим механизмом. С кресел сняты бронеспинки и установлена система принудительного отделения лётчика от кресла. В связи с тем, что на Бе-12 члены экипажа штатно экипируются в морские спасательные костюмы МСК-3М (в отличие от Ту-16, на которых использование МСК не предусмотрено конструктивно), на креслах смонтирован объединённый разъём коммуникаций ОРК-2. В каждом кресле имеется лодка МЛАС-1 с аварийной радиостанцией Р-850 и носимым аварийным запасом (НАЗ).

Штурман самостоятельно покидает самолёт через люк, а радист через входную дверь. Для всех членов экипажа в самолёте имеются парашюты и надувная спасательная лодка ЛАС-5М с аварийной радиостанцией.