При создании своих машин Бериев весьма щепетильно относился к таким важным показателям технического уровня, как надежность и весовая отдача. Прекрасно понимая, что без тщательных лабораторных и стендовых испытаний никакой конструкторский коллектив ни в состоянии создать надежный и безопасный в эксплуатации самолет, он делал все, чтобы этот процесс поставить на должную высоту. Во время работ по Бе-12 лабораторная база ОКБ МС стала настолько сильной, что позволила на хорошем уровне провести ряд отработок и стендовых испытаний многих важнейших систем и агрегатов, в т.ч. силовой установки с системой автоматического флюгирования воздушных винтов, системы сигнализации и тушения пожара, системы электроснабжения, автопилота, гидросистемы, системы заправки топливом на плаву. В качестве стендовой базы широко использовался планер Бе-12, предназначенный для статических испытаний. На нем были выполнены отработки (в т.ч. ресурсные) систем обеспечения аварийного покидания, привода грузолюка, системы управления самолетом, механизма выпуска и уборки закрылков и др.
К середине 1959 г., преодолев множество трудностей, согласовав массу технических и организационных вопросов с соразработчиками, ОКБ МС выдало чертежи для опытного производства на самый большой в то время в мире турбовинтовой самолет-амфибию. Опытную машину помогал строить авиазавод №86 (директор С.М.Головин, главный инженер А.Б.Катькалов), который взял на себя изготовление корпуса лодки. Все остальные работы выполнялись опытным производством, которое возглавлял главный инженер К.И.Панин и начальник производства Н.К.Гавранек. Увязку работ между двумя производствами и ОКБ проводил ведущий конструктор В.Н.Бороденко, который оставался на этой должности на протяжении всего периода серийного строительства Бе-12.
Творческий подход к работе над новой машиной стимулировал использование новых технологических процессов. Осваивалось литье по выплавляемым моделям, внедрялась плазменная резка титановых сплавов. Впервые широко применили сварку деталей из коррозионно-стойкого сплава АМг-6Т, что дало экономию массы на каждом таком изделии до 8,8%. Замена изготавливаемых из литья и поковок крупногабаритных деталей лодки (фонаря, рам люков, редана и др.) на сварные дала значительную экономию веса и повысила коррозионную стойкость конструкции. Освоение ультразвуковой пайки позволило впервые на морской машине широко применить алюминиевые провода большого сечения. При строительстве Бе-12 впервые в СССР для гидросамолетов было применено членение лодки на технологические отсеки, что способствовало более рациональному использованию производственных площадей на серийном заводе и ускорению темпа работ.
Второй прототип Бе-12 во время испытаний
Постройка первого опытного Бе-12 (заводское обозначение «1Е») завершилась 30 июня 1960 г. После наземных испытаний 18 октября 1960 г. начались заводские летные испытания. Первый полет машины состоялся с заводского грунтового аэродрома. Самолетом управлял экипаж, состоявший из командира корабля П.П.Бобро, второго пилота B. Г.Панькина, штурмана В.П.Антонова и радиста В.П.Перебайлова. Руководили этой работой исполняющий обязанности заместителя главного конструктора по испытаниям Б.А.Дыбин и исполняющий обязанности заместителя ведущего инженера по испытаниям В.И.Петроченков. Первым техником самолета стал C. И.Кондратенко.
Как и на осех новых машинах, на опытной амфибии сполна проявились «детские болезни», в том числе и достаточно серьезные, что потребовало проведения оперативных доработок. Так, из- за низкой критической скорости флаттера крыла на его консолях установили противофлаттерные грузы. В декабре провели ряд мелких усовершенствований, а в мае 1961 г. - первую значительную доработку лодки, изменив конструкцию первого редана. Это позволило значительно снизить продольные колебания, иногда возникавшие на скоростях глиссирования 60-120 км/ч. Но вскоре испытания пришлось приостановить и перегнать машину в Москву для участия в авиационном празднике в Тушино, который состоялся 9 июля. Именно там широкая общественность впервые увидела в полете новый противолодочный самолет, за которым к тому времени уже прочно закрепилось наименование «Чайка». Машина не осталась незамеченной и зарубежными экспертами. В НАТО самолет получил обозначение Mail.
После возвращения Бе-12 в Таганрог испытания продолжились. С 19 июля начались совместные государственные испытания. При взлетах с неспокойной водной поверхности выявилась значительная проблема: лопасти винтов вращались близко от гребней волн, и при попадании в воду их законцовки деформировались и покрывались эрозией. Практика еще раз напомнила создателям морской машины о необходимости обязательного выполнения, даже в ущерб «священной» аэродинамике, непременного условия размещения двигателей на гидросамолете - подальше от воды! В сентябре по обоим бортам носовой части лодки у скул от 8 до 15 шпангоута установили дополнительные брызгоотражатели шириной 200 мм. Испытания показали некоторую эффективность этой меры. Но для радикального решения вопроса требовалось увеличить расстояние между водной поверхностью и винтами. Решить проблему можно было только перестановкой двигателей на верхнюю часть крыла. Но это проделали уже на втором опытном самолете.