途径沈阳北，盘锦北，锦州南，葫芦岛北，绥中北，山海关，北戴河，唐山北，北京，石家庄，郑州，驻马店，武昌，岳阳，长沙，郴州 ，广州东 。
Z12/13次和返程的Z14/11次列车，曾经是唯一走完京广线全程的旅客列车，同时也曾是唯一一对经过北京站的进出穗列车(其他列车由北京西站发到，经西良线(北京西~良乡)运行，于长阳线路所接入京广线)。
2016年5月15日铁路运行图调整后狼窝铺至徐水间由京哈、京广线改经由津山、津霸、霸徐线运行，取消北京调向。
1959年7月22日，正向北京方向行驶的沈阳至北京12次列车，在辽宁省绥中县前卫镇石河桥遭洪水包围遇险受阻，洪水淹没车轮。经锦州铁路局调度批准并下达命令，列车向高地撤退，16分钟后桥梁被洪水冲垮。此后3个昼夜，通讯中断，多次尝试联系路局失败，列车断粮断水，乘务员在水中打捞粮食充饥，直到地面救援人员发现。7月25日，列车安全返回沈阳。在此过程中，列车不仅保护了全车612名旅客的生命安全，还接纳营救了350余名沿途受灾群众。8月13日，"铁道部一号奖状"把建国后铁路系统的最高荣誉授予12次列车。1960年9月，八一电影制片厂摄制成电影故事片《12次列车》。