Проем грузового люка был увеличен по порогу на 105 мм, а по бортам фюзеляжа в районе грузолюка появились его обтекатели. ВСУ на базе ТГ-16 была заменена на более совершенную с турбогенератором ТГ-16М. Доработкам подверглось и грузовое оборудование. Были установлены откидные трапы-сиденья, в грузовом отсеке для погрузки безколесной техники и грузов были добавлены электротельферы (кран-балки), перемещавшиеся по монорельсам грузоподъемностью 2,8 тонны каждая, а также новые лебедки ГЛ- 1500Б или ГЛ-1500ДМ с выносными пультами дистанционного управления, что позволяло находиться с ними в любом удобном для наблюдения месте. Для крепления в грузовой кабине техники и контейнеров применялись швартовочные цепи, а для швартовки бочек, ящиков, тюков и канистр — сетки и различные ремни.
Подверглось модернизации и электрооборудование самолета. Источниками постоянного тока на Ан-12БК служили стартер-генераторы СТГ-12 ТМО 1000, ГС-24А (на турбогенераторе ТГ-шМ) и бортовые аккумуляторы. Источники однофазного тока были представлены преобразователями П0-750 или ПО-1500, П0-250 (для питания системы заправки топливом от бортовых аккумуляторов), ПО-бООО (для наземной проверки ПНК-1). Трехфазный ток вырабатывали преобразователи ПТ-ЮООЦ или ПТ-1500Ц, а также ПТ-200 (аварийный источник питания для гироагрегата авиагоризонта).
Вместо ранее устанавливаемых РЛС РПБ-3 Ан-12БК оснащались входящей в состав прицельно-навигационного комплекса ПНК-1 мощной радиолокационной станцией «Инициатива-4» (И-4) в объемистом обтекателе под кабиной штурмана. Ан-12БК получил и более совершенные ДИСС-5 «Траса Б» и точную курсовую систему ТКС-П. В ходе серийного выпуска и модернизации на авиаремонтных заводах машины оснащались современными ДИСС-013-12БК, ответчик СОД-57 заменялся на СО-63 или СОМ-64, а аппаратура «свой-чужой» СРО-2М уступила место ответчику СРО-1П, работавшему как в старой системе госопознавания «Кремний-2М», так и в новой «Пароль-2Д».
С 1969 г. часть машин оснащалась аппаратурой засекречивания переговоров экипажа с землей и другими самолетами «Яхта», а с 1971 г. — аппаратурой 75Т для полета по международным трассам. В 1972 г. Ан-12БК для пилотирования самолета в плотных боевых порядках стали оснащаться аппаратурой «Звено>к Некоторые машины в 1974 г. получили и радиосистему дальней навигации РСДН-2 «Кремний».
По опыту войны в Афганистане часть Ан-12 различных модигшкаций была доработана под установку восьми (по четыре на орт в одном обтекателе) кассетных держателей КДС-155, в каждом из которых размещалось по 15 (всего на самолете 120) ложных тепловых целей (патронов) типа ППИ-50. Они предназначались для индивидуальной защиты самолета от управляемых ракет с тепловой головкой самонаведения.
В 1972 г. путем переоборудования серийной машины был создан опытный Ан-12М с ТВД АЙ-20ДМ (5180 л.с. каждый) и винтами АВ-68ДМ диаметром 4,7 м. Машина имела лучшие характеристики, чем предшественники (практический потолок 11000 м, крейсерскую скорость 650 км/ч, длину разбега при нормальной взлетной массе 900 м), но так и осталась в единственном экземпляре.
По мере насыщения частей ВТА новым самолетом, Ан-12 различных модификаций стали поступать и в «Аэрофлот» (впрочем, эту надпись гордо носили на своих бортах и многие «грузовики» ВТА). Обычно на гражданских машинах пушки снимались, а кормовая башня зашивалась легким обтекателем. Самолеты комплектовались «цивильными» РЛС РОЗ-1 и радиостанциями «Баклан-20». Уступая требованиям МГА, часть гражданских Ан-12 была оснащена даже бортовым туалетом, без которого вполне обходились военные.
На базе вышеперечисленных основных модификаций самолета Ан-12 было создано большое число подвариантов, предназначенных как для перевозки различных грузов в особых условиях, так и для решения принципиально новых задач.