Sachverhalt: A. Am 22. Mai 2007, um ca. 23.40 Uhr, kam es in Solothurn bei der Kreuzackerbrücke (nordseitig, Klosterplatz) zu einer Auseinandersetzung, bei welcher A._, der sich im Rahmen einer Abschlussreise der Gewerbe- bzw. Berufsschule B._ in Solothurn aufhielt, vier Stichverletzungen im Schulter-/Rückenbereich, linksseitig, erlitt. Als die alarmierte Polizei vor Ort eintraf, befand sich C._, ihrerseits Gewerbeschülerin auf Abschlussreise, beim Verletzten. Im Befragungsprotokoll vom 23. Mai 2007 von C._ steht unter anderem: "Wir sind zusammen in einer Gruppe über die Kreuzackerbrücke in Richtung Gewerbeschulhaus gegangen. Am Ende der Kreuzackerbrücke haben uns drei Jugendliche angesprochen. Es waren Ausländer zw. 18-24 Jahre alt. Sie wollten uns Marihuana verkaufen. Wir lehnten jedoch ab. Anschliessend ist es aus unbekannten Gründen zu Streitigkeiten zwischen uns und den 3 Albanern gekommen. Wir liefen zurück zum Klosterplatz. Sie liefen uns jedoch nach und so kam es beim Klosterplatz zu einer Schlägerei. Es gesellten sich immer mehr Ausländer dazu. Auf einmal sah ich, wie ein Typ mit Glatze, einer Militärhose und einem schwarzen T-Shirt ein Sackmesser zückte und auf A._ einstoch. Er stach zweimal zu. Danach bin ich dazwischen und habe beide getrennt. Ich sagte dem Täter, dass er abhauen soll und habe mich um den Verletzten gekümmert. Danach habe ich die Polizei angerufen. Eigentlich kann ich nur den Messerstecher genauer beschreiben." Signalement: ca. 180-185 cm gross, schlank, sportliche Statur, schwarze/kurze Haare (Milimeterschnitt), beide Ohrläppchen gepearct, schwarzes T-Shirt, Militärhosen, Ausländertyp (Albaner), gebräunte Haut, sprach Solothurnerdialekt mit jugoslawischem Akzent." Im Verlauf der Ermittlungen fiel der Tatverdacht zunächst auf D._. In dem gegen ihn wegen des fraglichen Vorfalls und weiterer Straftaten geführten Verfahren wurde er mehrfach befragt. In den ersten Einvernahmen gestand er, den ihm unbekannten A._, mit dem er zuvor in eine handgreifliche Auseinandersetzung geraten sei, mit einem Messer verletzt zu haben. Er habe sich verteidigt und könne sich aufgrund seiner damaligen Verfassung (insbesondere Alkohol- und Drogeneinfluss sowie Schlafmanko und psychische Probleme) nicht allzu gut erinnern. In der vierten Einvernahme anlässlich einer Verhandlung vor dem Gerichtspräsidenten von Bern-Laupen am 18. Juni 2008 begann D._ - nachdem die unmittelbar davor befragte C._ nicht ihn, sondern den ebenfalls anwesenden X._, der als Zeuge aufgeboten worden war, als Messerstecher identifiziert hatte - seine früheren Angaben abzuschwächen. Im Verlaufe der weiteren Einvernahmen relativierte D._ seine früheren Aussagen weiter bzw. machte geltend, er könne sich nicht mehr erinnern. Mit Urteil des Amtsgerichts von Bucheggberg-Wasseramt vom 5./6. Juli 2010 wurde er schliesslich - angesichts der Aussagen von C._ - in Anwendung des Grundsatzes "in dubio pro reo" vom Vorhalt der einfachen Körperverletzung mit einem gefährlichen Gegenstand freigesprochen. In der Folge wurde eine Strafuntersuchung gegen X._ eröffnet. B. B.a. Das Obergericht des Kantons Solothurn sprach X._ am 28. November 2011 im Berufungsverfahren unter anderem der einfachen Körperverletzung mit einem gefährlichen Gegenstand schuldig und verurteilte ihn unter Einbezug weiterer Delikte zu einer teilbedingten Freiheitsstrafe von 22 Monaten und einer Busse von Fr. 800.--. B.b. Das Obergericht des Kantons Solothurn wies am 11. Dezember 2014 ein erstes, gegen den Schuldspruch der einfachen Körperverletzung und damit auch gegen die Strafzumessung und die weiteren Nebenfolgen des Urteils gerichtetes Revisionsgesuch ab. Es hiess am 13. April 2015 ein zweites Revisionsgesuch gut, hob die strittigen Ziffern des Urteils vom 28. November 2011 auf und wies die Sache an das Amtsgericht von Bucheggberg-Wasseramt zur Neubeurteilung zurück. Die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Solothurn erhob Beschwerde in Strafsachen und beantragte die Aufhebung des obergerichtlichen Beschlusses und die Abweisung des zweiten Revisionsgesuchs. Das Bundesgericht trat nicht auf die Beschwerde ein (Urteil 6B_544/2015 vom 23. Juli 2015). B.c. Das Amtsgericht von Bucheggberg-Wasseramt sprach X._ am 10. November 2015 und 14./19. Januar 2016 im Verfahren der Neubeurteilung frei vom Vorwurf der einfachen Körperverletzung mit einem gefährlichen Gegenstand. Es verurteilte ihn wegen der übrigen in Rechtskraft erwachsenen Schuldsprüche zu einer bedingten Geldstrafe von 120 Tagessätzen zu Fr. 30.--, bei einer Probezeit von zwei Jahren, sowie zu einer Busse von Fr. 500.--. Die Staatsanwaltschaft erhob Berufung gegen das Urteil des Amtsgerichts; X._ erklärte Anschlussberufung. C. Das Obergericht des Kantons Solothurn sprach X._ am 21. September 2016 der einfachen Körperverletzung mit einem gefährlichen Gegenstand schuldig. Unter Einbezug der weiteren Schuldsprüche bestrafte es ihn mit einer bedingten Freiheitsstrafe von zehn Monaten, einer bedingten Geldstrafe von 120 Tagessätzen zu Fr. 10.-- und einer Busse von Fr. 500.--. D. X._ erhebt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, die Ziffern 2, 3, 5-11, letzter Satz von 12 und 13 des Urteils des Obergerichts des Kantons Solothurn vom 21. September 2016 seien aufzuheben. Er sei vom Vorwurf der einfachen Körperverletzung mit einem gefährlichen Gegenstand freizusprechen. Er sei für die rechtkräftig abgeurteilten Straftaten (Übertretung des BetmG, Widerhandlungen gegen das SVG, Widerhandlung gegen das Waffengesetz) mit einer Geldstrafe von 120 Tagessätzen zu Fr. 30.-- zu bestrafen, unter Gewährung des bedingten Vollzugs bei einer Probezeit von zwei Jahren und unter Vormerknahme, dass die Strafe bereits verbüsst worden ist. Ihm sei für die im Verfahren entstandenen Anwaltskosten und die erlittenen wirtschaftlichen Einbussen eine angemessene Entschädigung sowie für die Verletzung in den persönlichen Verhältnissen eine angemessene Genugtuung auszurichten. Zudem ersucht X._ um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.