Inizialmente espressione delle Arti solo maggiori, poi anche delle minori, i Dodici Buonomini erano eletti in proporzione alle circoscrizioni cittadine, ovvero dapprima due per ogni sesto, poi, dal 1343, tre per ogni quartiere, quando venne introdotta a Firenze questa circoscrizione con la riforma del territorio cittadino che portò cambiamenti anche nell'assetto dei Priori e dei Gonfalonieri, che passarono da diciannove a sedici. La magistratura veniva rinnovata ogni sei mesi - scesi poi a quattro nel 1328 e infine a tre - a opera dei Signori e Collegi in carica, mentre a partire dal 1328 anche i Dodici, come la Signoria e i Gonfalonieri di compagnia, presero a essere eletti con il sistema dello squittinio e tratta. Per i membri del collegio, inoltre, esisteva il divieto di reincarico per due anni, che scendeva a uno per gli eventuali familiari del membro uscente che avessero voluto candidarsi a far parte dei Dodici; nelle riunioni dei Signori e Collegi l'approvazione delle deliberazioni poteva essere disgiunta e "in solido", ma non poteva comunque prescindere dal voto dei Dodici Buonomini. Consolidatesi nel corso del Trecento le funzioni politiche, analogamente a quanto accadeva per i Sedici gonfalonieri, il collegio ricoprì sempre più il ruolo di organo deliberativo a fianco della Signoria, verso la cui sempre crescente autorità esercitava al contempo un'azione di controllo. La magistratura, abolita sotto il regime del Duca d'Atene, venne ricostituita subito dopo, nel 1343, e proseguì la propria attività fino alla fine della Repubblica.