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1941年至1944年（昭和19年）间，共生产了17台EF12型电力机车。1941年生产的首八台机车因其卓越的牵引性能和先进的生产工艺，成为当时最优秀的[[铁道省]]标准型电力机车。1942年下半年以后，由于战争形势渐趋严峻，为了节省宝贵的[[金属]]资源，竣工机车的部分[[电气设备]]尽量减少铜消耗量，车体外板的厚度被减少，以木材等代用[[材料]]代替金属材料，并以混凝土作为配重以保持机车重量，这段时期生产的机车的[[质量]]和可靠性因而明显下降。
EF12型电力机车投入运用初期，首先配属于国府津机关区和沼津机关区，主要担当[[东海道本线]]上[[军事]]列车的牵引任务 <ref>[https://www.bilibili.com/read/cv6243591/ 【科普】为战时运输而生——日本铁道省/国有铁道D52型蒸汽机车]，哔哩哔哩，2020-05-29</ref> ，1942年的列车牵引重量为1150吨，至1943年又再提高到1200[[吨]]。1944年至1947年，大部分EF12型电力机车均转配属水上机关区，投入上越线水上至石打间的高坡区段运用。随着上越线全线于1947年完成电气化改造，所有EF12型电力机车集中配属到高崎第二机关区。1952年，上越线的电力机车运用完成客货分离后，[[货物]][[列车]]的牵引重量进一步提高至1250吨。
1958年，[[东北本线]]大宫至宇都宫区段完成[[电气化]]改造，全部EF12型电力机车均转配属宇都宫机关区和新鹤见机关区。至1960年代后期，由于两毛线和吾妻线相继完成电气化，宇都宫机关区的EF12型电力机车又再转移至高崎第二机关区。1970年代初，EF12型电力机车主要运用于[[山手线|山手货物线]]、上越线、两毛线、[[吾妻线]]等铁路。尤其吾妻线受到其线路条件限制，EF12型电力机车曾经是该线的主力机车；而在吾妻线[[轨道]]结构经过加强后，EF12型电力机车逐步被[[EF15型电力机车]]淘汰。1982年，EF12型电力机车全部报废。
EF12型电力机车是干线货运用的大型直流电力机车，适用于供电制式为1500伏[[直流电]]的电气化铁路。机车总体结构与EF10型电力机车基本相同，采用非承载式结构的全金属箱形焊接结构车体。机车两端为露天的通过台区域，车体两端各设有一个司机室，车体中部为电气室。司机室前方中央设有一扇端门，在司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台。电气室内有贯通的双侧内走廊连接两端司机室，车顶相对两端司机室后部上方的位置各装有一台双臂式[[受电弓]]。
EF12型电力机车采用1Co-Co1轴式，走行部为两台带有[[导轮]]轮对的转向架，每台[[转向架]]包括一对导轮和三对动轮。机车安装HT56A型转向架，除了改变了牵引电动机的悬挂支架外，其他部分结构与大多数EF10型电力机车所采用的HT56型转向架完全相同。车钩和通过台直接安装在转向架构架的端梁上。两台转向架之间设有弹性联接装置，以提高机车的小半径曲线通过性能，并用于传递牵引力。悬挂装置由[[钢板弹簧]]、[[螺旋弹簧]]和均衡梁组成。牵引电动机采用抱轴式悬挂，输出的扭矩通过一级减速[[齿轮]]传递给轮对，牵引齿轮传动 <ref> [http://www.docin.com/p-824173583.html KZ4A型电力机车传动齿轮设计]，豆丁网， 2014-6-2</ref> 比为20：83（1：4.15）。
EF12型电力机车是直—直流电传动的直流电力机车，机车主电路结构与EF10型电力机车大致相同，通过调节起动电阻、牵引电动机的三段式串—并联转换和[[磁场]]削弱来达到调速的目的。机车起动和加速时，六台牵引电动机全部以串联连接，并逐步减少起动电阻的阻值；然后将每三台并联连接的牵引电动机为一组，两组牵引电动机以[[串联]]连接；最后六台牵引电动机全部并联连接，直至达到最高速度。为扩大机车的调速范围，在三种连接方式均可以对牵引电动机使用一级磁场削弱。机车采用了MT39型直流串励牵引电动机，[[额定功率]]为267千瓦，[[额定电压]]为675伏特。