Sachverhalt: A. X._ und Y._ erhoben Einsprache gegen die von der Staatsanwaltschaft des Kantons Solothurn aufgrund einer verbalen und körperlichen Auseinandersetzung erlassenen Strafbefehle wegen Drohung respektive einfacher Körperverletzung. Am 29. August 2011 verurteilte das Amtsgericht Solothurn-Lebern X._ wegen Drohung zu einer Geldstrafe von 15 Tagessätzen zu je Fr. 90.-- und Y._ wegen einfacher Körperverletzung zu einer Geldstrafe von 15 Tagessätzen zu je Fr. 60.--. Die Gerichtskosten auferlegte es beiden zu gleichen Teilen. B. Y._ und X._ meldeten Berufung gegen das Urteil an, wobei letzterer seine Berufung am 15. September 2011 wieder zurückzog. Der Präsident der Strafkammer des Obergerichts des Kantons Solothurn wies am 8. Dezember 2011 den Antrag von Y._ auf Zeugeneinvernahme u.a. mit Hinweis auf Art. 406 Abs. 1 lit. a StPO ab. Die Berufung werde im schriftlichen Verfahren behandelt, da ausschliesslich Rechtsfragen zu beurteilen seien. Innert angesetzter Frist erklärte sich Y._ ausdrücklich mit der Durchführung des schriftlichen Verfahrens einverstanden. X._ erhob hiergegen keine Einwände. Am 21. September 2012 sprach das Obergericht Y._ vom Vorwurf der einfachen Körperverletzung frei. Es verurteilte X._ zur Zahlung einer Parteientschädigung von Fr. 6'273.05 und auferlegte ihm sämtliche Verfahrenskosten erster und zweiter Instanz. C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen und beantragt sinngemäss, das obergerichtliche Urteil sei aufzuheben und der Schuldspruch des Amtsgerichts Solothurn-Lebern gegen Y._ wegen einfacher Körperverletzung zu bestätigen. Der Beschwerde sei die aufschiebende Wirkung zuzuerkennen. Er ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung. D. Die Staatsanwaltschaft hat auf eine Vernehmlassung verzichtet. Das Obergericht und Y._ beantragen die Abweisung der Beschwerde. X._ hält in seiner Replik an den Anträgen fest.