Sachverhalt: A. Die Staatsanwaltschaft des Kantons Aargau wirft X._ unter anderem folgendes Verhalten vor: Als er am 18. April 2011 erfahren hatte, dass der Sohn seiner Lebenspartnerin, Y._, nicht von ihrem Nochehemann stammt, nötigte er sie, den Namen des leiblichen Vaters preiszugeben. Er drückte ihr ein Kissen auf den Kopf, worauf sie Mühe hatte, zu atmen, schlug ihr ein Bügelbrett gegen die Beine, ohrfeigte sie, würgte sie mit einem TV-Kabel, fesselte ihre Hände auf den Rücken und trat sie gegen den Kopf, als sie am Boden lag. Nachdem sie den Namen des Vaters genannt hatte, zog er der gefesselten Partnerin Hose und Unterhose aus. Er versuchte, gegen ihren Willen vaginal in sie einzudringen. Da es ihm nicht gelang, zog er sie an den Haaren auf das Bett (Bauchlage). Er penetrierte sie mehrmals vaginal, was ihr Schmerzen verursachte. Er drang gegen ihren Willen während ca. einer Minute mehrfach anal in sie ein, packte sie an den Haaren und führte sein Glied direkt vom Anus in ihren Mund. Er drang erneut in ihre Vagina ein, wo er einen Samenerguss hatte. Nachdem er Y._ an den Haaren ins Badezimmer und zurück ins Schlafzimmer gezogen hatte, behändigte er ein Bügeleisen und drohte, es in ihre Vagina einzuführen. Als sie ihm erneut den Namen des Vaters nannte, spuckte er sie an und würgte sie mit beiden Händen, worauf sie für wenige Sekunden das Bewusstsein verlor. B. Das Bezirksgericht Zofingen verurteilte X._ am 24. Mai 2012 wegen sexueller Nötigung, Vergewaltigung, Nötigung, einfacher Körperverletzung, geringfügiger Sachbeschädigung und mehrfacher Übertretung des Betäubungsmittelgesetzes zu einer Freiheitsstrafe von 4 1⁄2 Jahren und einer Übertretungsbusse von Fr. 700.--. Auf Berufung des X._ und der Staatsanwaltschaft bestätigte das Obergericht des Kantons Aargau am 6. Dezember 2012 die erstinstanzlichen Schuldsprüche und setzte die Freiheitsstrafe auf 5 1⁄2 Jahre fest. C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen und beantragt im Hauptpunkt, das angefochtene Urteil sei aufzuheben und die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen.