Ракета-носитель вывела космический корабль на расчетную геоцентрическую орбиту с высотой в перигее 194 км, высотой в апогее 249 км, наклонением 51,6° и периодом обращения 88,6 мин.
Экспериментальный полет корабля «Союз-12» явился одним из этапов работ по дальнейшему совершенствованию пилотируемых космических кораблей. Программа этого полета была рассчитана на двое суток и включала комплексную проверку и испытания усовершенствованных бортовых систещ, дальнейшую отработку процессов ручного и автоматического управления в различных режимах полета, проведение спектрографирования отдельных участков земной поверхности с целью получения данных для решения народнохозяйственных задач.
28 сентября космонавты провели операцию по маневрированию кораблем «Союз-12» на орбите. Эти эксперименты проводились с целью дальнейшей отработки систем управления кораблем и техники пилотирования в различных режимах орбитального полета. В результате маневрирования «Союз-12» перешел на орбиту с параметрами: высота в перигее 326 км, высота в апогее 345 км, наклонение 51,6°, период обращения 91 мин. В тот же день экипаж осуществил фотографирование отдельных участков земной поверхности в различных областях спектра электромагнитных излучений: от видимого до инфракрасного диапазона.
Старт космического корабля «Союз-13» на космодроме Байконур 18 декабря 1973 г.
29 сентября 1973 г. после завершения программы работ спускаемый аппарат космического корабля «Союз-12» с космонавтами В. Г. Лазаревым и О. Г. Макаровым совершил мягкую посадку на территории Советского Союза в 400 км юго-западнее г. Караганды.