Faits : A. Par jugement du 29 février 2016, le Tribunal de police de Genève a reconnu X._ coupable du chef d'entrée illégale (art. 115 al. 1 let. a de la loi fédérale du 16 décembre 2005 sur les étrangers, [LEtr; RS 142.20]) et l'a exempté de toute peine. B. Par arrêt du 4 août 2016, la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre pénale d'appel et de révision, a partiellement admis l'appel formé par le Ministère public contre le jugement de première instance. Elle a condamné X._ à une peine pécuniaire de 10 jours-amende à 10 fr. l'unité, sous déduction de la détention subie, avec sursis pendant trois ans. Pour le surplus, elle a confirmé le jugement entrepris. Il est reproché en substance à X._, d'origine guinéenne, d'être entré en Suisse, à Genève, le 13 août 2015, démuni de papiers d'identité. C. X._ forme un recours en matière pénale auprès du Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal et conclut, avec suite de frais et dépens, à sa réforme en ce sens qu'il est acquitté du chef d'entrée illégale. Subsidiairement, il conclut à l'annulation de l'arrêt et au renvoi de la cause à la cour cantonale. Il requiert en outre le bénéfice de l'assistance judiciaire.