На базе транспортных вариантов самолета было разработано значительное число его специальных модификаций, служащих различным целям. Одним из первых специальных транспортных вариантов самолета стал Ан-12Т, предназначенный для перевозки различных топлив. Первые машины были доработаны в 1961 году. В зависимости от задачи в грузовой кабине устанавливались емкости с авиационным, автомобильным или ракетным топливом или окислителем. В дальнейшем в этот вариант по мере необходимости дорабатывались Ан-12 разных базовых модификаций. Для перевозки жидкого кислорода, служившего окислителем при заправке ракет, часть Ан-12 была переоборудована в вариант Ан-12ТРЖК со специальными емкостями с мощной теплоизоляцией. В 1972 году на базе Ан-12БК создали топливозаправщик самолетов фронтовой авиации Ан-12БКТ. Самолет имел комплект раздаточных шлангов и насосы подачи. Он мог отдать до 19500 л топлива в течение 40 минут, одновременно заправляя на земле по два истребителя
Тогда же был освоен и выпуск Ан-12ПРТБ (передвижная ремонтно-техническая база). За этим скромным названием скрывался самолет, приспособленный для перевозки и подготовке к применению спецбоеприпасов, состоящих на вооружении авиации, сухопутных войск и ракетных войск стратегического назначения.
В первое время подготовка "изделий" выполнялась только на стационарных объектах. Но для оперативности и уменьшения уязвимости вскоре были разработаны и успешно использовались в войсках передвижные комплексы: автомобильные, железнодорожные и авиационные на базе Ан-12, вертолета Ми-6, а позднее и специальной модификации Ан-26. Оборудование самолета обеспечивало перевозку контейнеров со спецбоеприпасами, их обслуживание и подготовку к применению.
Дефицит разведывательных самолетов, оснащенных разнообразным специальным фото- и радиооборудованием, в отечественной авиации всегда был большой проблемой, тем более что вероятный противник последовательно наращивал собственный парк стратегических самолетов-разведчиков. Поскольку считалось, что вводить в непосредственный контакт с противником такой неповоротливый и малоскоростной самолет, как Ан-12, нерационально, на его базе было решено сделать вариант дистанционной радиотехнической и фоторазведки. Часть оборудования для него была взята из комплекта дальних разведчиков Ту-16.
Самолет радиационно-химической разведки Ан-12РХ с кронштейнами крепления фильтрогондол по бортам фюзеляжа
Узлы крепления фильтрогондол Ан-12РХ, с помощью которых осуществлялся забор проб воздуха
Крепление фильтрогондол на самолете Ан-12РХ