Широко использовался Ан-12 для отработки разнообразных систем вооружения, благо грузоотсек и большая полезная нагрузка позволяли разместить не только испытуемые образцы, но и посты управления для инженеров-экспериментаторов, а также контрольно-записывающую аппаратуру. Например, в 1974 году на Ан-12 проводились летные испытания новой головки самонаведения для противорадиолокационных ракет, успешно завершившиеся с рекомендацией о принятии на вооружение.
Несколько самолетов-лабораторий на базе Ан-12 использовались при создании оборудования для поиска атомных подводных лодок, характеристики скрытности которых к середине семидесятых годов значительно улучшились. На этих ЛЛ были предприняты попытки найти новые физические методы обнаружения подводных целей и определения текущих координат подвижных объектов, движущихся на большой глубине и скорости. Одна из этих машин после завершения работ по противолодочной тематики была переоборудована под аппаратуру для радиометрических исследований водной поверхности морей и океанов, разработанную в Институте космических исследований Академии наук СССР. Исследования по этой теме проводились в период с 1981 по 1989 годы с базированием самолета на Камчатке.
Одновременно стояла задача обеспечить надежное управление своими атомными подводными лодками в подводном положении, что представляло собой достаточно сложную проблему. Главная трудность заключалась в том, чтобы радиосигнал преодолел толщу воды, где его энергия поглощается в зависимости от длины волны, а также удаления приемника от передатчика, его мощности, глубины приема сигналов, скорости перемещения антенны и ряда других факторов. Для надежной связи на берегу размещались мощные радиостанции сверхдлинноволнового диапазона с мощнейшими передатчиками и огромными антенными полями.
Обосновано считая, что с началом боевых действий эти центры будут тут же уничтожены, принимались усилия по созданию резервной системы связи с размещением оборудования на самолетах-ретрансляторах. Для отработки оборудования, антенных систем и методики применения один Ан-12 был превращен в летающую лабораторию связи. Оборудование размещалось в грузовой кабине, а множество различных антенных систем устанавливалось на фюзеляже и в обтекаемых контейнерах на законцовках крыла и киля самолета. Внешнее сходство «горба» верхнего обтекателя с подобным, устанавливаемым на воздушном командном пункте Ил-22, дало повод западным экспертам ошибочно считать этот самолет Ан-12ВКП. Что же касается допущенного западными аналитиками заблуждения, то оно было далеко не единичным, и всякий отечественный самолет непривычного вида, да еще утыканный антеннами, будь то лаборатория, самолет- ретранслятор или машина специальных измерений, непременно причислялся ими к «летающим штабам», которых, на деле, было совсем немного.
В дальнейшем на этой машине проходили испытания различные антенные системы и связное радиооборудование. После завершения испытаний самолет участвовал в обеспечении вывода советских войск из Германии, но после грубой посадки на аэродром Мальвинкель в 1992 году был там оставлен, а через некоторое время на месте списан и порезан на металл.