Van Gogh malte zwei Serien von Stillleben mit Sonnenblumen, die erste wurde 1887 in Paris fertiggestellt, während die zweite 1888 in Arles gemalt wurde. Der Künstlerkollege und Freund von Van Gogh, Paul Gauguin, erwarb zwei der ersten in Paris gemalten Sets, und Van Gogh malte ein Jahr später die zweiten Sonnenblumen, um zu versuchen, seinen Freund zu beeindrucken. Diese späteren Werke sollten in seinem Gelben Haus in Arles aufgehängt werden, das Van Gogh und Gauguin als Atelier nutzen würden. Vase mit zwölf Sonnenblumen wurde als Teil der zweiten Serie im August 1888 in Arles fertiggestellt und ist als Öl auf Leinwand gemalt.

Van Gogh wollte sich darauf konzentrieren, „gebrochene Gelbtöne“ zu schaffen, die „vor verschiedenen blauen Hintergründen platzen“, fast wie ein Buntglasfenster in einer Kirche. Van Gogh schrieb an seinen Bruder Theo über seinen Kampf um die Vervollständigung der Sonnenblumenserie, wo er die Vase mit zwölf Sonnenblumen als „Licht in Licht und hoffentlich das Beste“ beschreibt. Van Gogh hoffte, in dieser letzteren Serie zwölf Gemälde fertigzustellen, schaffte es aber nur vier, da die Sonnenblumen so schnell verwelkten. Darüber hinaus versuchte Van Gogh nach seinem Nervenzusammenbruch Ende 1888 erneut, seine Sonnenblumenwerke zu replizieren, versuchte jedoch nie, Vase mit Zwölf Sonnenblumen neu zu streichen, was darauf hindeutet, dass er tatsächlich das Gefühl hatte, dass dies das Beste der vier war er deutete in Briefen an seinen Bruder an.

Van Gogh' Seine Sonnenblumenbilder sind noch lange nach seinem Tod ein Synonym für den Künstler und damals ziemlich innovativ. Das liegt daran, dass die Farbe Gelb so großzügig verwendet wurde, was nur durch die erst kürzlich erfundenen neuen Pigmente möglich war. Van Gogh malte Sonnenblumen während des gesamten Spektrums ihres Lebens, von der vollen Blüte bis zum Verwelken und Absterben. Vase mit zwölf Sonnenblumen zeigt eine Vielzahl von Sonnenblumen, die in einer gelben Vase zusammengepfercht sind, ihre blühenden Köpfe kämpfen zusammen, um nach der Sonne zu greifen, wobei einige in voller Blüte stehen, während andere schmachten und ihre Köpfe zum Tisch neigen. Das Gelb der Blumen und der Vase hebt sich hell vom himmelblauen Hintergrund ab, und die zwölf aufeinander gestapelten Blütenköpfe verleihen diesem Stillleben-Gemälde Bewegung und Textur.