Sachverhalt: A. Das Bezirksgericht Baden sprach X._ am 7. Oktober 2009 der mehrfachen Vergewaltigung und der mehrfachen sexuellen Nötigung schuldig. Es verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von dreieinhalb Jahren. Mangels schweizerischer Strafhoheit stellte es das Strafverfahren bezüglich der Auslandtaten ein. Das Obergericht des Kantons Aargau bestätigte am 27. Mai 2010 auf Berufung von X._ hin das erstinstanzliche Urteil. Es gelangte zum Schluss, er habe vom 29. November 2006 bis zum 3. Juli 2007 seine damalige Ehefrau (nachfolgend: Beschwerdegegnerin 2) fast täglich unter Anwendung von Drohungen und Gewalt zur Duldung des Beischlafs respektiv zu beischlafsähnlichen oder anderen sexuellen Handlungen genötigt. Es stützte sich dabei auf die ihn belastenden Aussagen der Beschwerdegegnerin 2. Das Urteil des Obergerichts des Kantons Aargau ist unangefochten in Rechtskraft erwachsen. B. Das Wiederaufnahmegesuch von X._ vom 4. März 2011 wies das Obergericht des Kantons Aargau am 7. April 2011 ab. C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen. Er beantragt, das Urteil des Obergerichts des Kantons Aargau vom 7. April 2011 sei aufzuheben, und sein Wiederaufnahmegesuch sei gutzuheissen. Eventualiter sei die Sache zur neuen Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Seiner Beschwerde sei die aufschiebende Wirkung zu erteilen. Ferner sei ihm die unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung zu gewähren.