Sachverhalt: A. A.a Das Obergericht des Kantons Zug sprach X._ am 8. März 2012 zweitinstanzlich des gewerbsmässigen Betrugs (Art. 146 Abs. 1 und 2 StGB) und der mehrfachen groben Verletzung von Verkehrsregeln (Art. 90 Ziff. 2 i.V.m. Art. 27 Abs. 1, Art. 32 Abs. 1, Art. 35 Abs. 2 und 3 sowie Art. 37 Abs. 1 SVG) schuldig und verurteilte ihn, teilweise als Zusatzstrafe zum Strafbefehl der Staatsanwaltschaft des Kantons Uri vom 28. März 2006, zu einer bedingten Freiheitsstrafe von 13 Monaten. Vom Widerruf des ihm im Strafbefehl vom 28. März 2006 für die Gefängnisstrafe von 60 Tagen gewährten bedingten Strafvollzugs sah es ab (Dispositiv-Ziff. 4 und 5). Die Zivilforderungen von A._, B._, C._ und D._ hiess es im Umfang von Fr. 9'384.--, Fr. 15'500.--, EUR 10'000.-- bzw. EUR 21'000.-- gut (Dispositiv-Ziff. 7). A.b Der Verurteilung wegen gewerbsmässigen Betrugs liegt folgender Sachverhalt zugrunde: X._ erwarb im Jahre 2004 für je Fr. 7'500.-- die Aktienmäntel der E._ AG und der E._ Partners AG, welche er in F._ AG und F._ Services AG umfirmierte. Das statutarisch festgelegte Grundkapital der Gesellschaften betrug Fr. 120'000.-- bzw. Fr. 100'000.--. Die Gesellschaften verfügten jedoch weder über Eigenmittel noch über Bankguthaben. Im Februar und März 2004 verkaufte X._ B._, G._ und A._ Aktien der F._ AG bzw. der F._ Services AG gegen Bezahlung von Fr. 15'500.-- (B._) bzw. je EUR 6'000.-- (G._ und A._). C._ und D._ gewährten dem namens der H._ Holding AG in Gründung handelnden X._ am 23./25. Oktober 2004 bzw. im Spätsommer 2004 Darlehen über EUR 10'000.-- bzw. EUR 21'000.--. An Rückzahlung statt übergab dieser ihnen Aktien der F._ AG. X._ täuschte B._, G._, A._, C._ und D._ in den ihnen ausgehändigten Vertragsunterlagen (den Aktienkauf- bzw. Darlehensverträgen, dem "Executive Summary Memorandum International Founder" und den Aktionärbindungsverträgen) über das Marktpotenzial und die Renditeaussichten des in Aussicht gestellten Geschäfts sowie über die finanzielle Situation der beteiligten Gesellschaften, die Leitung des Projekts durch ein erfahrenes Team und die Verwendung eines besonderen Computerprogramms. Er gab wahrheitswidrig an, bei der F._ AG und der F._ Services AG handle es sich um Gesellschaften in Gründung mit vollständig liberiertem Aktienkapital. In Wirklichkeit war die Geschäftsidee von X._ weder tatsächlich geplant noch realisierbar. Die H._ Holding AG wurde nicht gegründet, und die mit dieser sowie der F._ AG und der F._ Services AG angeblich beabsichtigten Geschäfte wurden nicht umgesetzt. Die F._ Gesellschaften wurden am 9. September 2005 von Amtes wegen aufgelöst. X._ wusste, dass seine Angaben nicht der Wahrheit entsprachen. Er nahm eine Täuschung und Schädigung der Anleger zumindest in Kauf. B. X._ führt Beschwerde in Strafsachen mit den Anträgen, er sei vom Vorwurf des gewerbsmässigen Betrugs freizusprechen, und auf die Zivilforderungen der Geschädigten sei nicht einzutreten. Eventualiter seien das Urteil vom 8. März 2012 aufzuheben und die Sache zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.