19 августа 1945 года «Л-12» вышла на позицию «Б» южнее порта Румой. По официальной версии подводная лодка действовала у побережья острова Хоккайдо с целью срыва эвакуации южного Сахалина. На самом деле субмарине ставилась задача, в первую очередь, разведки подходов к порту Румой в ходе подготовки к высадке советских войск на территории собственно Японии, и лишь затем атака боевых кораблей противника в случае их появления в этом районе. На исходе 21 августа «Л-12» прибыла в на позицию. К тому времени обстановка круто изменилась. Еще 14 августа Император Японии объявил о согласии прекратить войну на условиях союзников, а президент США Трумэн 18 августа ответил отказом на предложение СССР предоставить ему зону оккупации Японии на северной части острова Хоккайдо. Японцы спешно готовились к эвакуации южного Сахалина.

Рано утром 22 августа подводная лодка встретила однотрубный транспорт водоизмещением 4000 тонн вооруженный двумя орудиями. Судно шло с зажженными навигационными огнями. От первого торпедного залпа цель сумела уклониться. Через восемь минут подводники повторили попытку, и на этот раз удачно, одна из торпед попала в судно, и вскоре оно скрылось под водой. Вероятно, целью «Л-12» стал кабелеукладчик «Огасавара-Мару» (1456 брт) с беженцами на борту (из 702 человек находившихся на судне спастись удалось только 61). В ряде источников объектом атаки подводной лодки называются транспорт «Тайто-Мару», который потопила находящаяся рядом «Л-19», или сторожевой корабль «CD-75» (у разных авторов фрегат «№ 75» или корабль береговой обороны «Кайбокан № 75»), который пропал без вести после 23 августа 1945 года при переходе из Векканаи (Хоккайдо) в Майдзуру, и погиб на мине. Встреченный во второй половине дня конвой атаковать не удалось; после почти часового маневрирования, подводная лодка была обнаружена кораблями эскорта и атакована ими. Корабли противника сбросили на субмарину 5 глубинных бомб, от близких разрывов которых она получила повреждения и вынуждена была уйти. 28 августа 1945 года «Л-12» вернулась в базу.