De tolv männen tillhörde den pakistanska delen av talibanrörelsen och den militanta gruppen Lashkar-e-Jhangvi, enligt det officiella uttalandet.
De dömda ska ha utfört dåd mot bland annat rättsskipande myndigheter och skolor.
Pakistan återinförde dödsstraffet och införde militärdomstolar som en del av insatserna mot den extremistiska rörelsen efter terrordådet mot en skola i Peshawar 2014. Vid attacken dödades omkring 150 personer.
Men rättegångarna som leder till dödsstraff kritiseras för att vara summariska och sakna insyn av mänskliga rättighetsorganisationer.