За создание АН-12 группе ведущих специалистов ОКБ А.Я. Белолипецкому, В.Н. Гельприну, Е.К. Сенчуку, Е.А. Шахатуни во главе с O.K. Антоновым в 1962 г. была присуждена Ленинская премия.
Ан-12УД/УД-3 (1960 г.) - модификация АН-12 увеличенной дальности, полученная путем установки двух-трех дополнительных топливных баков (по 4000 л каждый) в грузовой кабине.
Ан-12У (1962 г.) - модификация Ан-12, оборудованная системой управления пограничным слоем (УПС) крыла и оперения путем выдува сжатого воздуха на закрылки, стабилизатор и рулевые поверхности. На этом самолете установлены простые закрылки вместо выдвижных двухщелевых и под крылом на пилонах подвешены два специальных компрессора ДК1-26 в качестве источника сжатого воздуха.
Разрабатывался по инициативе ОКБ, но построен не был.
АН-12П/АП/БП - модификация самолета Ан-12 с дополнительно установленными топливными баками в подпольном отсеке фюзеляжа.
Ан-12А (1961 г.) - модификация Ан-12 с увеличенной до 20 т грузоподъемностью. Самолет оснащен четырьмя дополнительными мягкими топливными баками. Общая емкость баков 16 600 л.
Выпускался серийно на Иркутском авиационном заводе. Построено 155 экземпляров.
Ан-12Б. Этот самолет отличается от базового Ан-12 установкой в отъемных частях крыла дополнительных кессон-баков для топлива (общая емкость баков 19 500 л) и турбогенератора ТГ-16 для автономного запуска двигателей. Такая модернизация была выполнена в 1963 г., самолет выпускался на Воронежском авиационном заводе.
АН-12Б-30 - модификация самолета Ан-12Б для перевозки грузов и техники общей массой до 30 т на расстояние до 1500 км. Самолет оснащен более мощными двигателями АИ-20ДК и винтами большего диаметра (5,1 м). Взлетная масса - 75 650 кг, крейсерская скорость - 600 км/ч.
В 1963 г. выполнена проработка этого варианта с целью улучшения тактико-технических данных самолета Ан-12, которая, однако, в натурный образец воплощена не была.
Ан-12Б-И - вариант Ан-12Б, оборудованный станцией индивидуального радиоэлектронного противодействия "Фасоль". Используется как десантно-транспортный самолет, а также выполняет задачи радиоэлектронной борьбы с противником.
В 1964 г. были переоборудованы семь самолетов.
АН-12БК - дальнейшее развитие Ан-12Б с максимальной дальностью полета 6300 км. Увеличена ширина грузовой кабины до 3,12 м за счет изменения конструкции фюзеляжа без увеличения его внешних размеров. Самолет оснащен четырьмя ТВД АИ-20М, модернизированным комплексом оборудования.
Выпускался серийно на Ташкентском авиационном заводе.
Ан-12БМ. Специальный вариант серийного Ан-12Б, разработан для исследования возможности дальней радиосвязи через спутник "Молния-1". В кабине сопровождающих размещены четыре оператора по обслуживанию аппаратуры связи.