ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 4012 เริ่มต้นที่บ้านท่าแพ ณ จุดที่ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 401 สิ้นสุด จากนั้นก็วิ่งลงใต้ไปยังตัวเมืองนครศรีธรรมราช เส้นทางเป็นลาดยางมี 4 ช่องจราจร ทิศทางละ 2 ช่องจราจร มีเกาะกลางถนนคั่นตรงกลาง

แต่เดิมเส้นทางได้ผ่านค่ายวชิราวุธ ซึ่งได้สร้างความไม่สะดวก เพราะในเวลากลางคืน มีเพียงรถที่มีใบอนุญาตเท่านั้นที่สามารถใช้เส้นทางนี้ได้ รถที่ไม่มีใบอนุญาตจะต้องใช้ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 4016 และ 4103 เพื่อเลี่ยงค่ายวชิราวุธ

แต่ในที่สุด ทางหลวงแผ่นดินหมายเลข 4012 ก็ถูกสร้างขึ้นใหม่ประมาณ 1 กม. ทางตะวันออกของค่ายวชิราวุธ รถทุกคันสามารถใช้เส้นทางใหม่นี้ได้ตลอด 24 ชม. ประชาชนท้องถิ่นมักเรียกเส้นทางใหม่นี้ว่า ถนนอ้อมค่าย (พัฒนาการคูขวาง)