在国民党军的编制序列中，历史上曾先后出现过6个第12军

一、建国豫军任应歧部组成的第12军

该军前身是“建国豫军”所属的1个旅。1924年，河南“讨逆豫军”樊钟秀部奉孙中山之命弛援广州东征，击败叛军陈炯明后，所部被编为建国豫军。1926年9月，建国豫军任应歧旅响应北伐，被扩编为国民革命军第12军，任应歧任军长。下辖：第1师，顾芝兰任师长；第2师，赵青山任师长；第3师，安荣昌任师长；教导师，文清林任师长。另辖第1至第5混成旅。1927年4月，武汉政府举师北伐，该军隶属第3纵队。1928年2月25日，该军各师番号依次改称为第42、第43、第44师及教导师，分别由顾芝兰、赵青山、安荣昌、文清林任师长；各混成旅旅长分别由张遇顺、李茂森、戴民权、李振中、娄希道担任。1929年初，国民党军编谴会议后，该军被缩编为第49师，任应歧任师长，所属部队统一整编为第145旅、第146旅、第147旅。

二、黔军袁祖铭一部组成的第12军

该军前身是黔军总司令部直属部队。1925年秋，原黔军总司令袁祖铭在四川军阀邓锡侯、刘湘的支持下，率部进入四川，击败杨森部。1926年春，在吴佩孚的协调和要求下，袁祖铭同意杨森回四川主政。杨森回川后，不久因防地问题与黔军发生矛盾，即联合四川军阀将袁祖铭逼出四川。7月，袁祖铭部退回黔北后，蒋介石动员其率部北伐，任命袁祖铭为北伐军左翼军总指挥兼军长，并将黔军总司令部直属部队编为国民革命军第12军，随左翼军由黔东向湘西进发。1927年初，袁祖铭在军阀混战中被唐生智、周斓杀害，该军所部各自走散。

三、第4集团军一部组成的第12军

该军前身是湘军一部。1926年6月，以湖南陆军第4师编为国民革命军第8军，隶属第4集团军。1927年，第8军扩编为第8、第35、第36军。同年10月20日，唐生智以第4集团军名义将第8、第35军各一部合编成第18军，叶琪任军长，下辖：独立第4师，师长门炳岳；独立第7师，师长何宣；独立第21师，师长危宿钟。1928年3月16日，因该军同陶钧的第18军番号重复，改称为第12军，叶琪任军长。下辖：独立第4、独立第7、独立第21师，依次改称为第1、第2、第3师。同年7月28日，该军奉命进抵冀东，参加肃清直鲁系军阀之战。同年底该军缩编为第52师。

四、镇嵩军万选才部组成的第12军

该军前身是豫军镇嵩军一部。1928年，镇嵩军万选才旅在北伐战争中，被扩编组成为国民革命联军第28军，万选才任军长，下辖：第72、第73师和补充旅，隶属冯玉祥第2集团军。1929年5月，第28军叛冯投蒋，所部改编为国民革命军第12军，下辖：第72、第73师和补充旅编制不变。同年12月25日，阎锡山下令万选才正式任第12军军长，所属第72、第73和补充旅缩编为第65师。1930年3月，万选才在河南举兵反蒋，被撤去军长职务，该军番号撤消，所属部队被编散。

五、西北军韩复榘一部组成的第12军

该军前身是西北军韩复榘部一部扩编组成。1929年5月，韩复榘叛冯投蒋，其一部改编为第3路军第22师。1930年3月，第22师扩编为第12军，孙桐萱任军长，贺粹之任参谋长。下辖第22师，谷良民任师长。5月，该军在讨逆军第1军团的编成内，参加了中原大战，负责津浦路方面的作战等。同年11月，因该军作战不力被裁减。1931年初，国民政府国民党军事委员会又以第3路军第6军第20师与第14军第81师合编组成新的第12军，驻守山东兖州和潍县地区，仍隶属第3路军编成，以孙桐萱任军长，下辖：第20师，孙桐萱兼任师长；第81师，展书堂任师长。

1937年8月，抗日战争爆发后，该军参加了津浦路北段沿线之作战。1938年6月，孙桐萱升任第3集团军总司令后仍兼该军军长，刘书香任副军长，隶属第3集团军。辖第20师，周遵时任师长；第81师，展书堂任师长。同时，将撤消的第56军第22师转隶该军。1938年至1941年间，该军先后参加了徐州会战、武汉会战、1939年冬季攻势作战和1941年的豫南会战等作战。

1942年12月集团军总司令兼军长孙桐萱因反对蒋介石的内战政策，被蒋以述职为由骗到重庆，随后监禁，免去集团军总司令和军长职务，随后，由贺粹之升任军长，唐邦植、周遵时任副军长。辖第20师，周遵时任兼任师长；第22师，张侧民任师长；第81师，贺粹之兼任师长。1943年初夏，该军第20师转隶蒋系暂编第9军，另将原第31集团军直辖暂编第55师（李守正任师长）转隶该军。1944年秋，该军番号被裁减，其第2、第81转隶第55军，暂编第55师转隶第85军。

六、暂编第9军组成的第12军

该军前身是东北军一部。1933年3月，张学良因东北失守引咎辞职后，东北军进行整编，将关内部队一部改编为第57军，下辖：第111、第112师。1941年5月，国民政府将第57军番号撤消，所辖第111、第112师改归鲁苏战区直辖。1943年4月，国民政府又以第111、第112师和暂编第55师合编组成暂编第9军，由鲁苏战区转隶第1战区所辖。1944年10月，暂编第9军改编成第12军，霍守义任军长，隶属第19集团军。辖第111师，孙焕彩任师长；第112师，霍守义兼任师长。1945年3月，该军参加了豫西鄂北抗日会战。

1945年9月，抗日战争胜利后，该军由河南移防山东济南地区，转隶第20集团军。新编第36师拨归该军建制。此时，该军辖第111师，孙焕彩任师长；第112师，霍守义任师长；新编第36师，刘桂堂任师长。参加了胶济路进攻战役、莱芜战役、对山东解放区重点进攻的泰蒙战役。1946年6月，该军配合主力向济南至青岛胶济路沿线发动进攻（解放军称胶济路保卫战和胶济路反击战）。7月5日，新编第36师在济阳被人民解放军全歼，师长曹振铎只身逃窜，霍守义率其余两个师逃离战场。

1947年4月，该军改编为整编第12师，原军长霍守义兼任师长，熊仁荣任副师长。原第111师改编为整编第111旅，孙焕彩任旅长；第112师改编为整编第112旅，于一凡任旅长。该军整编后主要担任兖州地区的守备任务。1948年5月，整编第12师参加津浦路中段战役，该师师部及所属第111旅全部、第112旅1个团被人民解放军全歼，师长霍守义、副师长熊仁荣、旅长孙焕彩均被俘。战后，整编第12师残部与地方保哦安团重建该师。同年10月，该师恢复第12军番号，舒荣任军长，于一凡任副军长。原整编第111旅恢复第111师番号，于一凡兼任师长；整编第238旅恢复第238师番号，师长姓名不详。11月，该军参加淮海战役中，该军第238师被人民解放军全歼于安徽灵壁城，军部及第112师被歼于河南永城东北地区。军长舒荣逃窜，少将副军长于一凡被俘。

1949年春，国民政府以青年军第203师为基础重建该军，舒荣任军长，隶属第9编练司令部，下辖第203、第324、第325师和暂编第1师，4月，在江防战役后（渡江战役）中，该军配置于浙东地区先担任第2线防御任务，后收缩到上海担任黄浦江以动地区防御任务。在上战役中，该军第203师被人民解放军全歼，第324、第325师各被歼大部，军部率残部乘船逃往台湾。