Стрелковое вооружение опытного Бе-12 состояло из подвижной палубной пушечной установки. Новая амфибия оснащалась передовым на то время радиоэлектронным оборудованием, позволявшим решать задачи самолетовождения, инструментальной посадки в условиях ограниченной видимости и ночью, а также вести поиск подводных лодок противника. При его размещении был решен ряд проблем, связанных со спецификой работы аппаратуры в условиях гидросамолета: обеспечена электронная совместимость антенных устройств; на глиссирующей части днища за кабиной летчиков размещен люк для выдвигавшейся вниз антенны РЛС «Инициатива»; создан совместно с ВИАМ и установлен обтекатель для антенного поста радиолокационного доплеровского измерителя путевой скорости и угла сноса самолета, способный сохранять стабильность радиотехнических параметров после длительного пребывания его в морской воде; выполнены в немагнитном исполнении корма лодки, хвостовое оперение, хвостовая опора шасси и размещенное в хвостовой части самолета оборудование.

Существенным отличием Бе-12 от Бе-6 и Бе-10 было собственное шасси. Оно позволяло самолету не только взлетать и садиться на сушу, но и своим ходом сходить с берега в море или выкатываться на берег. В эксплуатации это сулило существенные преимущества: отпадала необходимость в специальной команде, которая устанавливала в воде перекатное шасси, без чего летающая лодка не могла выйти на берег; решалась проблема всесезонного использования гидросамолета. В одном из первых вариантов амфибия должна была иметь трехопорное шасси с носовым управляемым колесом, но по ряду компоновочных соображений от этого отказались. Так как предполагалось, что Бе-12 в основном будет использоваться с воды, барабанные тормоза колес не снабдили эффективным теплоотводом. Для самолета специально разработали колеса основных опор шасси диаметром 1300 мм с 32-слойным кордом.

Создание Бе-12 в ОКБ МС заняло несколько лет. Как всегда, не хватало времени, поджимали сроки. Работали сверхурочно. Разработкой и выпуском конструкторской документации руководили начальники конструкторских отделов и бригад: А.К.Константинов, В.Г.Зданевич и И.Й.Семенцов - по предварительному проектированию и весам; В.А.Герасимов, А.А.Клицов и А.П.Алексеев - по конструкции лодки; В.К.Филиппов и Е.Я.Кошель - по конструкции крыла и оперения; В.П.Терентьев, И.П.Лебедев, Б.Г.Хармач и А.К.Кузьминов - по расчетам на прочность и статиспытаниям; А.В.Максимов, Н.К.Бондарь и A. И.Кочетков - по силовой установке; B. М.Шпрангель, А.Д.Омельченко и B. Н.Баталин - по конструкции шасси и управления самолетом; В.Н.Мартыненко и Н.Д.Романенко - по системам электроснабжения и самолетным электрифицированным системам; И.Я.Беленовский, C. А.Атаянц и Н.И.Спиридонов - по общесамолетному, высотному и пилотажнонавигационному оборудованию; Н.Г.Ревунов - по гидро- и пневмосистемам; В.Ф.Гринько - по радио- и радиолокационному оборудованию; Г.С.Сазонов, В.П.Иванков и Г.И.Лобко - по вооружению. Много энергии и труда в новый самолет вложили заместители Главного конструктора: Г.С.Тришкин, А.С.Корытин, А.Н.Кессених и Х.Д.Кудзиев. А душой всего коллектива был Г.М.Бериев. Он постоянно общался с конструкторами на рабочих местах, совершая регулярные обходы ОКБ. Обычно с утра он входил в то или иное подразделение, и сдержанно-приветливо здоровался за руку с коллегами. При рассмотрении той или иной проблемы Георгий Михайлович больше молчал и слушал сотрудников. Он никогда не «давил» авторитетом, давал исполнителю широкий простор для самовыражения, при этом щедро делился своим опытом и огромной эрудицией. За собой Бериев оставлял право принятия окончательных решений, ответственность за которые брал только на себя. Подчиненные очень ценили общение с Главным конструктором - каждый чувствовал важность своей работы и старался выполнить ее как можно лучше.

При создании своих машин Бериев весьма щепетильно относился к таким важным показателям технического уровня, как надежность и весовая отдача. Прекрасно понимая, что без тщательных лабораторных и стендовых испытаний никакой конструкторский коллектив ни в состоянии создать надежный и безопасный в эксплуатации самолет, он делал все, чтобы этот процесс поставить на должную высоту. Во время работ по Бе-12 лабораторная база ОКБ МС стала настолько сильной, что позволила на хорошем уровне провести ряд отработок и стендовых испытаний многих важнейших систем и агрегатов, в т.ч. силовой установки с системой автоматического флюгирования воздушных винтов, системы сигнализации и тушения пожара, системы электроснабжения, автопилота, гидросистемы, системы заправки топливом на плаву. В качестве стендовой базы широко использовался планер Бе-12, предназначенный для статических испытаний. На нем были выполнены отработки (в т.ч. ресурсные) систем обеспечения аварийного покидания, привода грузолюка, системы управления самолетом, механизма выпуска и уборки закрылков и др.

К середине 1959 г., преодолев множество трудностей, согласовав массу технических и организационных вопросов с соразработчиками, ОКБ МС выдало чертежи для опытного производства на самый большой в то время в мире турбовинтовой самолет-амфибию. Опытную машину помогал строить авиазавод №86 (директор С.М.Головин, главный инженер А.Б.Катькалов), который взял на себя изготовление корпуса лодки. Все остальные работы выполнялись опытным производством, которое возглавлял главный инженер К.И.Панин и начальник производства Н.К.Гавранек. Увязку работ между двумя производствами и ОКБ проводил ведущий конструктор В.Н.Бороденко, который оставался на этой должности на протяжении всего периода серийного строительства Бе-12.

Творческий подход к работе над новой машиной стимулировал использование новых технологических процессов. Осваивалось литье по выплавляемым моделям, внедрялась плазменная резка титановых сплавов. Впервые широко применили сварку деталей из коррозионно-стойкого сплава АМг-6Т, что дало экономию массы на каждом таком изделии до 8,8%. Замена изготавливаемых из литья и поковок крупногабаритных деталей лодки (фонаря, рам люков, редана и др.) на сварные дала значительную экономию веса и повысила коррозионную стойкость конструкции. Освоение ультразвуковой пайки позволило впервые на морской машине широко применить алюминиевые провода большого сечения. При строительстве Бе-12 впервые в СССР для гидросамолетов было применено членение лодки на технологические отсеки, что способствовало более рациональному использованию производственных площадей на серийном заводе и ускорению темпа работ.

Второй прототип Бе-12 во время испытаний

Постройка первого опытного Бе-12 (заводское обозначение «1Е») завершилась 30 июня 1960 г. После наземных испытаний 18 октября 1960 г. начались заводские летные испытания. Первый полет машины состоялся с заводского грунтового аэродрома. Самолетом управлял экипаж, состоявший из командира корабля П.П.Бобро, второго пилота B. Г.Панькина, штурмана В.П.Антонова и радиста В.П.Перебайлова. Руководили этой работой исполняющий обязанности заместителя главного конструктора по испытаниям Б.А.Дыбин и исполняющий обязанности заместителя ведущего инженера по испытаниям В.И.Петроченков. Первым техником самолета стал C. И.Кондратенко.

Как и на осех новых машинах, на опытной амфибии сполна проявились «детские болезни», в том числе и достаточно серьезные, что потребовало проведения оперативных доработок. Так, из- за низкой критической скорости флаттера крыла на его консолях установили противофлаттерные грузы. В декабре провели ряд мелких усовершенствований, а в мае 1961 г. - первую значительную доработку лодки, изменив конструкцию первого редана. Это позволило значительно снизить продольные колебания, иногда возникавшие на скоростях глиссирования 60-120 км/ч. Но вскоре испытания пришлось приостановить и перегнать машину в Москву для участия в авиационном празднике в Тушино, который состоялся 9 июля. Именно там широкая общественность впервые увидела в полете новый противолодочный самолет, за которым к тому времени уже прочно закрепилось наименование «Чайка». Машина не осталась незамеченной и зарубежными экспертами. В НАТО самолет получил обозначение Mail.