比前，米里设计局制造的所有直升机均采用常规单旋翼构型，这其中包括米-1、米-4、米-6和米-10，即使采用常规构型，仍需要研发新型发动机和超强功率减速器，甚至要解决其他一些复杂的技术难题。米里设计局力图寻求另外的旋翼布局，提出了几种备选方案。对这些方案进行详细分析并考虑了所有可能的情况，其中包括未来该直升机的生产条件。

图——早期的米-12概念布局

米里设计局的专家们还对三旋翼甚至四旋翼布局进行了分析，但并未采用这两种布局。因为分析显示，两副旋翼就能够保证所要求的吨位。最终，决定采用米-6的发动机组件。但是如何设计连接两副旋翼的梁（横向还是纵向），当时，国内外大多数权威专家都认为，大型起重直升机应采用纵列式布局。为了研究纵列式布局的优点和缺点，进行了大量的相关试验。

米里设计局对纵列式直升机进行了飞行试验，深入研究了此种构型的飞行特性，其中包括旋翼间的相互作用和功率分配，并确定了各种不同飞行状态下所需的发动机功率。在试验过程中，雅克-24直升机出现了前后减速器加载不平衡、振动较大以及飞行中直升机不稳定的现象。同样，这些现象也出现在美国直升机的试验中。之后对米-12发动机纵列式安装的布局进行了研究，但鉴于试验中出现的相关问题而否决了这一方案。因而，设计局中断了纵列式布局的研究。

早在二战之前，德国就制造了横列式布局的直升机。在苏联，布拉图欣设计局和卡莫夫设计局也进行过此种布局直升机的研究。米里设计局宣布进行最好构型设计的评选，方案评比由设计草图拉开序幕。难点在于如何规避横列式布局中固有的振动，以及可能在发动机末端出现的危险共振。米里设计局提出了建设性的方案：卸除远离机身一侧构架的承力装置，并改进机翼支撑形式。窄化靠近机身一侧的机翼，加宽机翼另一侧，从而能保证实现所要求的载重。米里设计局的这一创新构型分别在英国、美国、法国和意大利获取了专利。此外，中央空气流体动力学研究院也对米-12采用这一构型表示认可。

图——米-12 设计概念图

米-12机身前部是机组区域，有上下两个驾驶舱（双层驾驶舱）组成。下层（驾驶舱）可容纳两名飞行员、一名随机机械师和一名电气工程师；上层驾驶室为领航员和无线电报务员坐席。机身尾部为装卸跳板和侧向舱门，在开启时为车辆通道，另可通过电动绞车和桥门式起重机装卸不同的货物。机身中部为大容量货舱，空间尺寸为28.15×4.4米×4.4米，可容纳196名士兵或158名伤员。直升机尾部与固定翼飞机类似，安装了方向舵、升降舵和两副端板式垂直尾翼，其中方向舵用于控制方向，而升降舵控制则与旋翼总距控制同步进行。通过同时调整两副旋翼的总距来获得升力，旋翼间的差动总距则用于控制直升机的滚转。俯仰控制和推力变化借助自动倾斜器对两副旋翼周期变距的改变来实现，旋翼间的差动变距则用于直升机的偏航控制。

米-12的发动机短舱设计也颇具特色，采用可折叠的发动机罩，不再需要依靠地面扶梯就能进行发动机维护。机组人员可以从驾驶舱走出，穿过机翼站在掀开的发动机舱罩上，如同在扶梯上一样，完成发动机维护。米-12采用了4台D-25发动机，单台功率为4770千瓦。发动机成对运转，并通过主减速器将功率传递给输出轴，从而带动5片桨叶的旋翼。其中，米-12的发动机、主减速器、轴套和自动倾斜器都来源于批量生产的米6和米-10。但是性能都得到了显著的提升，发动机功率增大了，每片桨叶重量减轻了300千克。

图——米-12的侧面

1965年4月，苏联部长会议签署指令，要求进行首架原型机的制造。之后，萨拉托夫飞机厂也开始准备为苏联部队制造首批5架米-12，1966年，苏联国家委员会通过了最后审批，首架原型机的制造正式开始。

首架原型机制造完成之后，随即进行试验以确定其振动频率。将直升机悬挂在减振绳索上，在旋翼轴套上安装激振器。所有试验都在夜间进行，白天处理采集到的相关数据。

图——飞行中的米-12

1967年12月，米-12开始进行飞行试验。其中，工厂飞行试验足足用了一个月的时间。1968年，米-12进入联合国家飞行试验。1970年，完成了莫斯科往返阿赫图宾斯克的长途飞行，标志着联合国家试验第一阶段的结束。

1969年2月22日，带31吨有效载荷的米-12直升机飞到2350米的高度，创造了有效载荷和高度新的世界纪录。同年8月6日，带40.2吨有效载荷的米-12飞到了2250米的高度，这一纪录迄今仍未被打破。米-12总计创下了7项世界纪录。米里设计局因米-12研制中取得的突出成绩荣获了美国直升机协会颁发的西科斯基奖。

1970年10月底，国家委员会批准米-12进入批量生产。1971年，米-12在布尔歇举办的第29届巴黎航展上成功展出，被誉为“航展上的明星”。随后，在巴黎、哥本哈根和柏林先后进行了飞行表演。米-12直升机尺寸几乎是美国最重直升机CH-53和CH-47的两倍，而重量则是其4倍。

1972年，第二架米-12样机完成制造。1973年3月28日，该样机完成首飞。首飞后第二天，被运往机场继续进行国家试验。第二架样机与第一架样机相比，增强了操纵杆的刚度和后机身支柱的强度。第一架原型机被永久保存在设计局，第二架捐给了苏联中央空军博物馆。