財団法人日本科学技術振興財団（以下「財団」と略す）が元々の免許人であった。当時の親局チャンネルであるVHF12チャンネル（映像周波数217.25MHz、音声周波数221.75MHz）は、在日米軍がレーダー用に使用していた周波数帯であり、津野田知重がアメリカ合衆国へ単身で返還を要望しに行き、それによって新規テレビ局チャンネルとして開局したと言われている。津野田は財団とも関わっており、すぐに認可された[注釈 6]。

チャンネルの返還後、同チャンネルを使ったテレビ放送の免許を巡っては、本財団以外にラジオ関東（現在のアール・エフ・ラジオ日本[19]、実際には河野一郎の意向が働いていたといわれる）、日本電波塔（東京タワー）、千代田テレビ（日本中小企業政治連盟を当時率いていた鮎川義介が中心）、中央教育放送（毎日新聞社と毎日放送、日本私立大学連盟が中心）などが名乗りを上げたといわれているが、元々本財団の設立には正力松太郎（日本テレビ創設者、初代科学技術庁長官）、石川一郎（経済団体連合会初代会長）、植村甲午郎（フジテレビ創設者、経済団体連合会副会長→第3代会長）、中曽根康弘（財団設立時の科学技術庁長官）など政財界の大物が多数絡んでいたこともあり、最終的に財団に対し免許が交付されることとなった[20]。また、東京タワーの敷地内を局舎として使用。鮎川義介の関連企業（日立製作所、日産自動車）や毎日放送が財団に出資しており、事実上の一本化がなされたものと思われる。

免許交付を受け、財団は部署（日本科学技術振興財団テレビ事業本部）を立ち上げ、1964年4月12日に開局。「科学テレビ 東京12チャンネルテレビ」という愛称を付けた。国からは、科学技術教育番組60%、一般教養番組15%、教養・報道番組25%を放送するという条件が出されていたため、娯楽性のある番組は無いに等しかった。ちなみにこの頃、関東地方では12chが映らないテレビも多かったため、アンテナがあっても受信できないという事態が発生した[注釈 7]。

先に開局した教育番組専門局である日本教育テレビ（NET。現：テレビ朝日）と異なり、旧東京12チャンネルは1964年に財団が母体となって設立された科学技術学園工業高等学校（現：科学技術学園高等学校）の授業放送をメインとして行う教育番組専門局（科学テレビ）として開局し、民放でありながらCMを流さなかった放送局[注釈 8]として運営された。詳細は「学校放送#科学テレビ→東京12チャンネル」を参照

科学テレビは毎月数千万円の赤字を出していたため、1965年6月には津野田に代わり元日産生命保険社長の藤本輝夫が理事に就任し大幅な人員整理を断行。この頃「NHKが財団のテレビ部門を吸収し、テレビ3チャンネル体制を構築する」（12chにNHK教育テレビを移設させ、空いた3chに「NHK報道テレビ」[注釈 9]を開局させる）という話が進められていたため、「NHKと合併するのなら営業部門は不要」との判断から営業部の大リストラが行われ、実に営業部門の人員の75%が退職に追い込まれた[21]。1966年にはそのために必要な放送法の改正案が国会に提出されたが、審議未了で廃案となり、結局この合併話も流れてしまった。

NHKとの合併話が白紙に戻った結果、1966年4月から規模を大幅に縮小すると共に平日および土曜日の放送時間も10時 - 11時半の1時間半と、夕方 - プライムタイム前半に当たる17時 - 21時の4時間の計5時間半（ただし、日曜日は後者の4時間）のみに短縮された。その後、財団形式では経営などに無理があったため、1967年2月には他の在京テレビ局が「科学テレビ協力委員会」を発足させ、日本テレビから徳光寿雄、TBSから鈴木保雄、フジテレビから田村源太郎、NETから遠藤次郎と大内修二郎（途中交代）が協力委員として派遣された。それらの協力を得て、1967年4月から日中とゴールデンタイム後半以降 - 深夜時間帯の放送を再開した。そのため、当然ながら他の民放と同様に一般的な番組やCMを流すようになった。科学テレビ協力委員会は1968年6月で廃止され、1968年7月に財団テレビ事業本部の番組制作を目的とした「株式会社東京十二チャンネルプロダクション」（以下「東京12チャンネルプロダクション」、現在の株式会社テレビ東京の法人格、1973年の事業譲渡までは番組制作会社）が設立された。

この時、水面下では大阪の毎日放送（現：MBSメディアホールディングス）が東京12チャンネルプロダクションの経営に乗り出していた事から、「毎日放送が東京12チャンネルプロダクションを買収する」といった話が進められていたと言われていた。実際、毎日放送社長（当時）の高橋信三は東京12チャンネルプロダクションを買収して東京12チャンネルの放送免許を日本科学技術振興財団から譲り受け、東京12チャンネルを首都圏第5の民放局「東京毎日放送」（毎日放送〈MBS〉系列の準キー局という位置付け）に衣替えしてMBSテレビを関西唯一のキー局とする新たなネットワークの実現に向け奔走していた。同時に、もう1つの系列だったNET（現：テレビ朝日）からのネットワーク離脱も画策していた。

朝日新聞社が本格的に経営に乗り出していたNETは、当時TBS系列だった朝日放送（現：朝日放送グループホールディングス）に対してNET系列へのネットチェンジを働きかけていた一方、東京12チャンネルの買収とNET系離脱に動いた毎日放送や、TBSが毎日新聞社との関係が強まった一方で引き続き朝日新聞社との資本関係があることを盾に、ネットチェンジ要請になかなか応じなかった朝日放送の動きを見て、腸捻転解消が実現しなかった場合にも備え、独立局としての開局を準備していたサンテレビと近畿放送（現：KBS京都）の系列化も想定して、それぞれの地元である兵庫県神戸市と京都府京都市に支局を設け、1969年の開局からこれら2局と番組の相互供給を開始した。

しかし、早くから腸捻転解消に動いていた朝日新聞社・NET側だけでなく郵政省・毎日新聞社・TBS側にも腸捻転解消を画策する動きが出たことから、時の内閣総理大臣である佐藤栄作や自民党幹事長の田中角栄らを中心とした郵政族議員や郵政大臣出身者、郵政事務次官の浅野賢澄（後のフジテレビ社長・会長）などの郵政省官僚、腸捻転解消に動き始めた毎日新聞社会長の田中香苗やTBS社長で民放連会長の今道潤三が猛反発したため、これらの買収計画はいずれも頓挫した[22]。

結局、1969年11月に再三にわたる財界からの要請を受ける形で日本経済新聞社（日本経済新聞）が東京12チャンネルプロダクションの経営を引き受け、正式に参加[23][注釈 10][22]。「科学テレビ」をグループの電波媒体として、朝日新聞社もこの動きに同調した。それまで東京12チャンネルは朝日新聞社と報道提携を結んでおり、同局の報道一切は朝日新聞社が制作していて、また同社は日本科学技術振興財団の財団債も保有していた。一方日本経済新聞社は当時、朝日新聞社が経営に乗り出していた日本教育テレビ（後のテレビ朝日）にも出資していたが、この後1974年2月にこの出資分を朝日新聞社と旺文社が折半して買い取って両局の新聞資本が整理された。なお、テレビ東京とその系列局はその後も『ホロニックパス』『テクノピア』『パソコンサンデー』などの科学技術番組を送り出している。詳細は「高橋信三#テレビ東京支援と相次ぐ打ち切り事件」を参照

1973年10月1日、株式会社東京12チャンネル（東京12チャンネルプロダクションの商号を変更）は放送法によるテレビ放送を事業目的に加え、経営および放送事業を財団より譲り受けた。また国の方針で京浜地区の民放の教育専門局を廃止し一般総合局とするチャンネルプランの変更もあり、財団は申請していた科学技術教育専門局の免許申請を取り下げたうえ（12チャンネル側が別に総合放送局としての免許申請を行った）部署の清算に取りかかり、科学テレビは10月31日に廃局。