Корпус лодки опытной машины изготавливался на Таганрогском серийном авиационном заводе (директор С.М. Головин, главный инженер А.Б. Катькалов). Все работы по изготовлению крыла, оперения, гондол двигателей, монтажу агрегатов и общей сборке самолета выполняло опытное производство.
Решающим вопросом при создании нового самолета являлся выбор двигателя. Необходимость установки турбовинтовых двигателей сомнения ни у кого не вызывала; для самолета со скоростью полета до 550 км/ч, с большими дальностью и продолжительностью полета ТВД наиболее предпочтительны. Рассматривались два варианта: НК-4 конструкции Н.Д. Кузнецова и АИ-20 конструкции А.И. Ивченко. Эти двигатели по своим данным мало чем отличались друг от друга и оба могли быть использованы для нового самолета-амфибии. В конце концов для Бе-12 приняли турбовинтовые двигатели АИ-20Д как более надежные.
Летом 1959 г. ОКБ МС выдало чертежи для опытного производства, и к середине 1960 г. первый опытный самолет-амфибия Бе-12 был построен для проведения заводских испытаний (рис. 49).
Самолет, созданный по классической схеме (рис. 50), представлял собой двухмоторную цельнометаллическую летающую лодку с высокорасположенным крылом типа "чайка", с подкрыльными поплавками, свободнонесущим горизонтальным и разнесенным вертикальным оперением. Экипаж самолета - четыре человека: командир корабля, второй летчик, штурман и стрелок-радист.
Крыло - свободнонесущий моноплан, двухлонжеронное, кессонное с большой относительной толщиной: центроплан - 20 % и концевая нервюра консоли - 14 %. Центроплан прямой, с постоянной хордой и углом поперечного V 20*. Консоли трапециевидные с небольшим отрицательным углом поперечного V: - 1*30'. Крыло было снабжено однощелевыми выдвижными закрылками и элеронами. Каждый элерон имел триммер с электрическим управлением. Закрылки приводились в движение шарико-винтовыми механизмами. Особенностью являлось наличие трансмиссионного вала обратной связи, позволяющего по сигналу рассогласования (в случае разрушения основного вала) остановить перемещение закрылков, предотвращая переворот самолета. К консолям крыла на пилонах крепились неубирающиеся в полете однореданные поплавки с плоскокилеватым днищем. Поплавки были установлены под углом 5* к горизонту. Хвостовое оперение состояло из стабилизатора с поперечным V 5,5* и двух шайб-килей на концевых частях. Каждый руль высоты и направления снабжался электроуправляемым триммером. Стопорение рулей было механическое, с помощью тросовой системы.
Управление самолетом ручное безбустерное, со смешанной проводкой. Полет в автоматическом режиме обеспечивался от автопилота АП-6Е, рулевые машинки которого подключались к основным проводкам тросовой системы. Для маневрирования на воде под днищем у заднего редана был установлен водяной руль. Самолет имел трехопорное шасси с хвостовым колесом и гидравлический механизм его уборки. В полете шасси убирались в специальные закрывающиеся ниши в лодке. Шасси Бе-12 позволяло самолету-амфибии не только взлетать и садиться на сушу, но и своим ходом сходить с берега в море или выкатываться на берег. Наличие шасси высоко оценили военные во время эксплуатации самолета: персоналу не требовалось спускаться в воду для установки перекатного шасси. К тому же решалась проблема всесезонного использования гидросамолета.