Sachverhalt: A. A.a Die X._ AG (Klägerin, Beschwerdegegnerin) ist Getränkeherstellerin und -lieferantin. Im Zusammenhang mit dieser Tätigkeit richtet sie auch Darlehen für den Betrieb und Unterhalt von Restaurants und Gaststätten aus. B._ (Beklagter, Beschwerdeführer) ist Buchhalter und Fachmann für Stockwerkeigentum und war bei der Gesellschaft "R._ AG" angestellt. A._ (Mitbeklagte im kantonalen Verfahren und Beschwerdeführerin im bundesgerichtlichen Verfahren 4A_625/2011) ist seit Jahren in der Gastronomiebranche tätig. Sie gründete am 30. November 2000 zusammen mit dem Beklagten sowie dessen Sohn C._ die "S. T._ AG". Diese Gesellschaft, deren erste Domiziladresse auf "c/o A._, Café Y._" lautete, firmierte später in "S. U._ AG" um und betrieb im Wesentlichen das Restaurant "S._". A.b Am 7. Februar 2001 schlossen die Parteien je einen Darlehensvertrag und einen Getränkelieferungsvertrag. Rubrum und Unterzeichnung des Darlehensvertrags sind wie folgt dargestellt: Darlehensvertrag (im Sinne einer Anerkennung gemäss Art. 82 SchKG) zwischen der S. T._ AG, c/o A._, Café Y._, vertreten durch B._, Präsident und A._, Mitglied sowie B._ und A._, persönlich und solidarisch zur S. T._ AG haftend (alle drei nachfolgend "Darlehensnehmer" genannt) Restaurant S._, und der X._ AG, (nachfolgend "Darlehensgeberin") [Nach dem Vertragstext folgen die Unterschriften]: Zürich und Rheinfelden, [Datum vom 7. Februar 2001 handschriftlich] Der Darlehensnehmer Die Darlehensgeberin S. T._ AG [Unterschriften] [Unterschriften] B._ A._ D._ E._ Solidarisch haftende Vertragspartner: [Unterschriften] B._ A._ Der Getränkelieferungsvertrag vom selben Datum ist entsprechend dargestellt. Am 25. März 2002 wurde über die S. U._ AG der Konkurs eröffnet. Am 3. September 2003 wurde der Klägerin im Konkursverfahren ein Verlustschein für einen ungedeckten Betrag von Fr. 192'437.30 ausgestellt. B. B.a Am 4. Februar 2005 gelangte die Klägerin an das Bezirksgericht Zürich mit den Rechtsbegehren, die Beklagten seien unter solidarischer Haftbarkeit zu verpflichten, ihr Fr. 141'272.-- aus Darlehen sowie Fr. 45'639.30 für Getränkelieferungen, nebst Zins und Kosten, zu bezahlen. Das Bezirksgericht verpflichtete die Beklagten mit Urteil vom 20. Januar 2009, der Klägerin unter solidarischer Haftbarkeit Fr. 141'272.10, Fr. 12'620.-- und Fr. 20'426.05 je nebst Zins zu bezahlen. Im Mehrbetrag wies es die Klage ab. B.b Gegen das Urteil des Bezirksgerichts legten die Beklagten beim Obergericht des Kantons Zürich Appellation ein. Dieses merkte mit Beschluss vom 4. Mai 2010 vor, dass die Abweisung der Klage im Umfang von Fr. 26'240.-- in Rechtskraft erwachsen sei und bestätigte mit Urteil vom gleichen Tag das erstinstanzliche Urteil. Dementsprechend wurden die Beklagten unter solidarischer Haftbarkeit verpflichtet, der Klägerin (1.a) Fr. 141'272.10 nebst 5 % Zins seit 9. Januar 2004, (1.b) Fr. 12'620.-- nebst 5 % Zins seit dem 16. Januar 2004 und (1.c) Fr. 20'426.05 nebst 5 % Zins seit dem 19. August 2004 zu bezahlen. Der Rechtsvorschlag in der Betreibung Nr. vvv._ BA Zürich wurde in diesem Umfang beseitigt (Dispositiv-Ziffer 2). Das Obergericht gelangte mit der ersten Instanz und im Wesentlichen unter Verweis auf deren Erwägungen zum Schluss, die Beklagten hätten die beiden Verträge mit der Klägerin vom 7. Februar 2001 als Vertragspartner unterzeichnet, weshalb sich die Frage gar nicht stellen könne, ob ein Schuldbeitritt oder - wie die Beklagten vorbrächten - eine formungültige Bürgschaft vorliege. Da die Beklagten zusammen mit der inzwischen konkursiten Gesellschaft aus dem Vertrag gesamthänderisch berechtigt und nicht nur - als Dritte - verpflichtet gewesen seien, hafteten sie direkt aus Vertrag für dessen Erfüllung. Die vom Beklagten behaupteten Mängel im Vertragsschluss, namentlich die diversen Willensmängel gemäss Art. 23 ff. OR, verwarf das Obergericht mit der ersten Instanz. Diese verwies dabei insbesondere auf die fehlende Anfechtung innert der Frist von Art. 31 OR. B.c Mit Zirkulationsbeschluss vom 8. September 2011 wies das Kassationsgericht des Kantons Zürich die Nichtigkeitsbeschwerde des Beklagten gegen das Urteil des Obergerichts ab, soweit darauf eingetreten werden konnte. Das Kassationsgericht verwarf namentlich die Rüge der Verletzung des rechtlichen Gehörs und die Rüge der aktenwidrigen tatsächlichen Annahme. C. Mit Beschwerde in Zivilsachen stellt der Beklagte die Rechtsbegehren, das Urteil des Obergerichts des Kantons Zürich vom 4. Mai 2010 sei aufzuheben (Ziffer 1), das Urteil des Kassationsgerichts des Kantons Zürich vom 8. September 2011 sei aufzuheben (Ziffer 2), die Klage sei vollumfänglich abzuweisen (Ziffer 3), die vorinstanzlichen Kosten- und Entschädigungsfolgen seien zu Lasten der Klägerin neu festzusetzen (Ziffer 4), eventuell sei das Verfahren zur Durchführung eines Beweisverfahrens und zur Neubeurteilung an die Vorinstanz zurückzuweisen (Ziffer 5). Nach Einholung einer Stellungnahme zum Gesuch der Beschwerdeführers um Erteilung der aufschiebenden Wirkung wurde dieses Gesuch mit Präsidialverfügung vom 3. November 2011 abgewiesen. Stellungnahmen zur Beschwerde wurden keine eingeholt.