Poco después de ser lanzado en un día lluvioso en el Centro Espacial Kennedy, el Apolo 12 fue alcanzado dos veces por un rayo, causando problemas de instrumentación pero pocos daños. El cambio a la fuente de alimentación auxiliar resolvió el problema de la retransmisión de datos, salvando la misión. Por lo demás, el viaje de ida a la Luna vio pocos problemas.
El 19 de noviembre, Conrad y Bean lograron un aterrizaje preciso en su ubicación esperada a poca distancia de la sonda robótica Surveyor 3 , que había aterrizado el 20 de abril de 1967. Al hacer un aterrizaje preciso , demostraron que la NASA podía planificar futuras misiones en el expectativa de que los astronautas pudieran aterrizar cerca de sitios de interés científico.
Conrad y Bean llevaron el paquete de experimentos de la superficie lunar Apollo, un grupo de instrumentos científicos de propulsión nuclear, así como la primera cámara de televisión en color tomada por una misión Apolo a la superficie lunar, pero la transmisión se perdió después de que Bean apuntó accidentalmente la cámara al Sol y su sensor se destruyó. En el segundo de dos paseos lunares, visitaron Surveyor 3 y retiraron partes para regresar a la Tierra.
El módulo lunar Intrepid despegó de la Luna el 20 de noviembre y se acopló al módulo de comando, que posteriormente viajó de regreso a la Tierra. La misión Apolo 12 terminó el 24 de noviembre con un aterrizaje exitoso .
Como curiosidad comentar que el Apolo 12 habría intentado el primer aterrizaje lunar si el Apolo 11 hubiera fallado, pero después del éxito de la misión de Neil Armstrong , el Apolo 12 se pospuso dos meses, y otras misiones Apolo también establecieron un calendario más relajado.