Запуск пилотируемого космического аппарата «Союз ТМ-12» состоялся 18 мая 1991 года со стартовой площадки №1 космодрома Байконур. Анатолий Арцебарский и Сергей Крикалев, как экипаж 9-й основной экспедиции на Орбитальную Станцию «Мир», заменили экипаж 8-й основной экспедиции.

Британская космонавтка Хелен Шарман, принимавшая участие в миссии, провела на станции одну неделю. Ее полет был спонсирован частной британской компанией. Шарман осуществила на орбите биологические и химические эксперименты, провела для английских школ серию уроков.

Программа девятой основной экспедиции состояла из экспериментов по астрономии, биологии, химии, наблюдению Земли, космической технике, материаловедению и медицине. Помимо этого космонавты провели профилактические работы и заменили многие приборы.

Во время работ в открытом космосе был произведен ремонт антенны системы автоматического сближения «Курс» на модуле «Квант», смонтирована складывающаяся решетчатая мачта из нового никель-титанового сплава, предназначенная для установки дополнительного прибора управления на модуле Квант.

За шесть выходов в открытый космос космонавты провели вне станции в общей сложности 32 часа и 23 минуты. Сергей Крикалев пробыл на орбите на шесть месяцев дольше первоначально запланированного срока, так как две последующие миссии на Мир были сокращены по финансовым причинам и позволяли заменить на орбите только одного члена основного экипажа. Провиант и расходные материалы доставлялись транспортными кораблями Прогресс М-8 и М-9.