Sachverhalt: A. Gemäss Anklage tötete X._ am 7. März 2009 kurz vor Mitternacht seine auf dem Beifahrersitz sitzende Freundin C.Y._ mit einem aufgesetzten Schuss in den Hals und Kopf. Er wusste um die tödlichen Folgen des Schusses und wollte diese oder nahm sie zumindest in Kauf. X._ tötete seine Freundin besonders skrupellos, weil er sie kaltblütig und mit grosser Gefühlskälte sowie aus absolut nichtigen Beweggründen regelrecht hinrichtete. Eine Woche zuvor hatte X._ seiner Freundin ein Butterflymesser an den Hals gehalten und ihr eine ca. 2 cm lange Ritzverletzung zugefügt. Ferner besass, lagerte und trug der aus der Republik Serbien stammende X._ in verbotener Weise zahlreiche Waffen. B. Das Bezirksgericht Uster verurteilte X._ wegen vorsätzlicher Tötung, Gefährdung des Lebens und mehrfacher Widerhandlung gegen das Waffengesetz zu einer Freiheitsstrafe von 13 1⁄2 Jahren und ordnete eine ambulante Behandlung an. Es zog diverse Gegenstände ein und entschied über die Schadenersatz- und Genugtuungsbegehren der Eltern des Opfers. Auf Berufung aller Parteien stellte das Obergericht des Kantons Zürich die Rechtskraft betreffend die Verurteilung wegen mehrfacher Widerhandlung gegen das Waffengesetz fest und sprach X._ des Mordes sowie der Gefährdung des Lebens schuldig. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 16 Jahren, einer Busse von Fr. 300.-- sowie zur Bezahlung einer Genugtuung an die Eltern des Opfers und ordnete eine ambulante Massnahme an. C. X._ beantragt mit Beschwerde in Strafsachen, das angefochtene Urteil sei aufzuheben und die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen.