Faits: A. Sur la parcelle n° 715 de la commune du Mont-sur-Lausanne, située en zone agricole, est érigé un bâtiment d'habitation avec affectation mixte. Il s'agit d'une ancienne ferme, construite vers 1800, plusieurs fois transformée et agrandie. Un permis d'habitation a été délivré le 25 juillet 1966 pour un appartement supplémentaire (la partie principale en comptant déjà deux) dans les combles de la partie nord-est du bâtiment. Un permis de construire a été délivré le 28 janvier 1976 pour l'aménagement d'un quatrième appartement en duplex, à l'étage et dans les combles de la partie est du corps de bâtiment principal. Enfin, un permis de construire a été délivré le 26 octobre 1978 autorisant l'agrandissement de ce dernier appartement. Trois dépendances ont également été construites sur cette parcelle, à des dates indéterminées, que le Service du développement territorial (ci-après: SDT) situe entre 1967 et 1986. La première construction, d'environ 45 m2 comprend un garage double avec un local à outils de 6 m2 environ prolongé par un mur de clôture, la deuxième compte 14 m2 et la dernière 16 m2. La licéité de ces constructions a été confirmée par le SDT, nonobstant l'impossibilité de retrouver les dossiers d'enquête y relatifs. La parcelle est constituée en PPE de quatre lots, tous progressivement acquis entre 1995 et 2007 par A._ seul ou en copropriété avec B._. Le 30 octobre 2007, A._ et B._ ont soumis à la Municipalité du Mont-sur-Lausanne (ci-après: la municipalité) un plan d'enquête pour un couvert à voitures d'une surface de 40 m2. Sur requête des autorités cantonale et communale, les propriétaires ont indiqué qu'ils n'avaient pas effectué de transformations et qu'ils ignoraient ce qui avait été réalisé avant leur acquisition des lots de PPE. Ils ont néanmoins transmis à l'autorité le 3 février 2009 un dossier de plans retraçant une chronologie des travaux accomplis depuis 1963 et réitéré leur demande de mise à l'enquête d'un couvert pour voitures. L'historique produit laissait apparaître une augmentation de la surface d'habitation de 90 m2 du fait de travaux effectués entre 2000 et 2003 par d'anciens propriétaires. Le 9 avril 2009, A._ a déposé une demande de permis de construire pour la mise en conformité des travaux réalisés entre 2000 et 2003 (création d'un bureau sur la surface artisanale et aménagement d'une galerie et d'une chambre dans les combles) ainsi que pour la construction d'un couvert à voitures fermé de trois côtés. Il n'y a eu aucune opposition. Le 16 juin 2009, la municipalité a transmis au SDT les trois seuls dossiers d'enquête en sa possession concernant les travaux autorisés en 1965, 1976 et 1978. Le SDT a entendu les parties et a procédé à une inspection locale de la parcelle le 13 octobre 2009. A._ et B._ ont encore produit des compléments d'informations. Par décision du 15 décembre 2009, le SDT a refusé l'autorisation cantonale requise, tant pour la mise en conformité que pour l'abri à voitures, au motif que les travaux autorisés entre 1972 et 1978 excédaient déjà le potentiel de transformation du bâtiment et que le couvert à voitures ne pouvait être admis à titre de dépendance. Simultanément, le SDT a constaté que certains travaux avaient été réalisés sans autorisation dans le bâtiment et hors de celui-ci, à des dates indéterminées mais pour la plupart après le 1er juillet 1972 et que les travaux dépassaient le potentiel d'agrandissement admissible. Il a en conséquence rendu une décision de remise en l'état avec un dispositif: I. énumérant les travaux et aménagements qui peuvent être régularisés (au nombre de 7); II. énumérant les travaux et aménagements ne pouvant pas être régularisés et n'exigeant pas une mesure de remise en état selon un examen en proportionnalité ou en raison de leur ancienneté, qui peuvent être tolérés, avec une mention au RF au sens de l'art. 44 OAT (au nombre de 10); III. ordonnant de diminuer les dimensions du plan d'eau jusqu'à une surface d'environ 60 m2 correspondant à l'ancien bassin (...); IV. ordonnant de restituer en surface commerciale la partie de l'ancien atelier de menuiserie aménagé en séjour (...); V. ordonnant de rendre à la terrasse du 1er étage de la partie nord-est, transformée en hall d'entrée, son aspect initial ouvert en supprimant les baies vitrées est et sud (...); VI. ordonnant de rétablir la nature de la surface annexe du comble (...); VII. ordonnant de rétablir la nature de la surface annexe de l'agrandissement toléré de la dépendance (...); VIII. ordonnant de démolir et évacuer le cabanon à outils aménagé en façade nord du mur d'enceinte (...); IX. ordonnant de démolir et évacuer le cabanon de jardin en bois installé en façade ouest du corps principal (...); X. ordonnant de supprimer tous les aménagements illicites réalisés dans l'espace nord-ouest (...); XI. ordonnant l'élimination des déchets issus des travaux par des filières respectueuses de l'environnement; La décision prévoyait également que l'ordre de remise en l'état serait inscrit sous la forme d'une mention au registre foncier et impartissait un délai d'exécution au 31 mai 2010. Par décision du 14 janvier 2010, la municipalité a implicitement refusé de délivrer aux intéressés le permis de construire sollicité en leur communiquant la décision du SDT du 15 décembre 2009. B. A._ et B._ ont recouru auprès de la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal vaudois le 15 février 2010 en concluant à l'annulation de la décision de la municipalité, à l'admission de leur demande de régularisation et à l'octroi du permis. Le 23 mai 2012, la cour cantonale a rejeté le recours de A._ et B._. Elle a jugé qu'une autorisation ne pouvait être donnée ni sur la base de l'art. 24c LAT (RS 700) ni sur celle de l'art. 37a LAT; elle a donc confirmé la décision de la municipalité. C. Par acte de recours intitulé "recours en matière de droit public et subsidiairement recours constitutionnel subsidiaire" déposé le 25 juin 2012, A._ et B._ demandent au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt de la cour cantonale et de renvoyer le dossier à cette juridiction pour nouvelle décision dans le sens des considérants, subsidiairement d'annuler la décision de la cour cantonale et d'octroyer le permis sollicité ainsi que la demande de régularisation. Ils se plaignent d'une violation de leur droit d'être entendus, d'arbitraire dans l'établissement des faits et d'une violation de l'art. 24c LAT. La cour cantonale conclut au rejet du recours et se réfère à sa décision. La municipalité se déclare incompétente pour se déterminer sur une construction hors zone à bâtir. L'Office fédéral du développement territorial renonce à toute observation en l'absence de question de principe. 