Utasai Yankee Clippernek keresztelt a parancsnoki űrhajót, a holdkomp pedig az Intrepid hívójelet kapta. A legénységet Pete Conrad parancsnok, Alan Bean holdkomp pilóta és Dick Gordon, a parancsnoki modul pilótája alkotta. Ez volt az Apollo-program hatodik emberes repülése, egyben a második, amely leszállt a Holdon. A repülés elsősorban mérnöki program volt, ezen az expedíción kísérletezték ki a hajszálpontos leszállást, amely minden későbbi geológiai kutatóexpedíció alapjának számított. A leszállás november 18-án történt. A landolásra kijelölt terület a Hold nyugati féltekéjén, az Oceanus Procellarumon, az egyik legszebb nagy becsapódásos kráter, a Kopernikusz közelében volt.
A holdraszállások típusrendszerében a H típusú küldetés jelet kapta, azaz a holdkomp sokkal bővebb készlettel indulhatott, lényegesen tovább tartózkodhatott a holdfelszínen. Először az Apollo 8,10 és 11 által kitaposott "szabad visszatérés pályáját" tervezték át: új nevén "hibrid transzfer pályára" változtatták a Holdhoz vezető út vonalát. Ennek köszönhetően a pálya holdközelpontja alacsonyabbra került, ami kevesebb üzemanyaggal tette lehetővé a leszállást.
Az így felszabadult üzemanyag-mennyiség tömegének "helyére" plusz rakományként több műszer kerülhetett, azaz az űrhajósok nagyjából 30 órányi tartózkodással, másfélszer több időt töltöttek a holdfelszínen. Két, hozzávetőleg 4 órás holdsétát tehettek, amellyel megötszörözték elődeik tartózkodási idejét. Az expedíció fő feladata a hat műszerből álló, bővített ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiments Package) berendezéskészlet üzembe helyezése és egy 31 hónappal korábban felküldött, sikeresen leszállt holdszonda meglátogatása volt.
Charles Conrad parancsnok és Alan Bean egyik feladata az volt, hogy tökéletesítsék a leszállás pontosságát. Meghagyták nekik: ha a Viharok Óceanján 1967 áprilisában landolt Surveyor-3-tól 500 méteren belül sikerül landolniuk, megkereshetik az űreszközt. A leszállás 350 méterre sikeredett, így a két asztronauta eljutott a Surveyorhoz. Leszerelték a kameráját, és hazavitték. Az igazi tudományos szenzáció csak ezután robbant. A kameráról leválasztott baktériumokat újra tudták éleszteni, azaz két és fél évet bírtak ki a baktériumok holdi körülmények között. Az Apolló-12 november 24-én érkezett vissza a Földre.
