Faits: A. Par contrat du 4 mars 1997, X._ (ci-après: la locataire) a loué, à la S.I. V._ (ci-après: la bailleresse principale), un appartement de 6,5 pièces au 5ème étage de l'immeuble situé 7, avenue ..., à Genève. Il a été constaté qu'à la prise d'effet du bail, le logement remis à la locataire était vétuste et mal entretenu; le loyer initial a alors été fixé à 3'500 fr. par mois, plus 200 fr. de charges. La locataire a entrepris une importante rénovation, courant 1997-1998. Le logement a été sous-loué à Y._ SA (ci-après: la sous-locataire) à compter du 1er février 2002. Il a alors été occupé par A._, administrateur de Y._ SA, son épouse et leur enfant. Un bail de sous-location, prévoyant un loyer mensuel de 5'000 fr., charges comprises, a été signé entre les parties pour une durée initiale d'une année et demie, le bail étant ensuite reconduit de mois en mois, à défaut d'une résiliation donnée par une partie en respectant un préavis de deux mois. Par contrat séparé, les parties ont convenu, en date du 20 novembre 2001, que la sous-locataire verserait à la locataire un montant de 2'500 fr. par mois; celui-ci tenait compte, d'une part, du mobilier de standing mis à disposition (meubles de style "Directoire", lampes de 1900, lustres "Empire", etc.), et, d'autre part, des importants travaux de rénovation entrepris dans l'appartement en 1997-1998 (soit en particulier la mise en place d'une décoration luxueuse: remplacement des peintures décoratives, des trompe-l'oeil, des moulures, peintures anciennes, etc.), étant précisé que les frais de transformation ont été chiffrés dans une fourchette de 100'000 fr. à 150'000 fr. La cour cantonale a retenu que, dans l'esprit des parties, le montant de 2'500 fr. prévu dans le contrat rémunérait la plus-value apportée au logement par la locataire. Dès le mois de février 2003, la locataire a augmenté de 100 fr. par mois le montant perçu sur la base du contrat du 20 novembre 2001, le portant à 2'600 fr. Par avis officiel du 2 décembre 2004 contresigné par la locataire, le loyer principal a été majoré d'un montant de 625 fr. par mois, dû à titre de participation de la bailleresse principale au produit de la sous-location. La locataire a répercuté, en partie, cette hausse sur le loyer de la sous-location, réclamant à la sous-locataire le règlement d'un montant supplémentaire de 625 fr. tous les deux mois. Par courrier du 15 décembre 2006, la sous-locataire a indiqué mettre un terme au contrat de sous-location pour la fin janvier 2007. La résiliation a été acceptée à fin février 2007 par la locataire, qui a sollicité le règlement du loyer jusqu'à cette date. Un litige est survenu entre les parties à l'occasion de la remise des locaux, la locataire reprochant à la sous-locataire une utilisation de l'objet loué non conforme au contrat et réclamant à celle-ci un montant de 6'500 fr. à titre de remise en état du mobilier et des locaux mis à disposition. Par courrier du 27 mars 2007, la sous-locataire a soulevé l'absence de notification du loyer initial au moyen de la formule officielle et la nullité partielle du contrat s'agissant de la fixation du loyer. B. Par requête déposée le 9 juillet 2007 devant les tribunaux genevois, la sous-locataire a conclu à la fixation judiciaire du loyer au montant de 4'400 fr. par mois, charges comprises, dès le 1er février 2002. Le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève a retenu que, faute de notification d'un avis de fixation du loyer initial, le contrat de sous-location était frappé de nullité sur ce point; il a fixé le loyer mensuel, charges comprises, à 6'000 fr., dès le 1er février 2002 jusqu'à la fin février 2007; eu égard aux montants déjà versés par la sous-locataire, la locataire devait être condamnée au remboursement d'un trop-perçu de 95'613 fr. 80. Faute de notification d'un avis des défauts dans les délais, le Tribunal des baux et loyers a débouté la locataire de ses conclusions en paiement des dégâts portés à l'appartement et au mobilier. Cette prétention n'est plus litigieuse, la locataire ayant renoncé à appeler sur ce point. Par arrêt du 20 juin 2011, la Cour de justice du canton de Genève a rejeté l'appel formé par la locataire. En substance, elle a retenu qu'il y avait bien lieu d'appliquer les dispositions sur la protection des loyers abusifs (les conditions d'application de l'art. 253b al. 2 CO n'étant pas remplies en l'espèce), qu'il se justifiait de traiter le loyer de l'appartement et des objets mobiliers comme un tout et de le soumettre aux règles protectrices des art. 269 ss CO, et que la sous-locataire n'avait pas fait preuve d'abus de droit en se prévalant de l'absence de l'usage de la formule officielle lors de la fixation du loyer initial. Pour fixer le loyer adéquat applicable au contrat de sous-location, la cour cantonale est partie du loyer initial fixé, dans le bail principal, à 3'500 fr. net par mois. Elle a ajouté à ce montant la valeur des prestations supplémentaires fournies à la sous-locataire, soit une somme de 2'500 fr. par mois (cf. contrat séparé du 20 novembre 2001). Elle a alors conclu que le montant de 6'000 fr. par mois, charges incluses, arrêté en première instance, tenait compte ex aequo et bono de l'ensemble des circonstances du cas particulier. L'autorité précédente a précisé que les hausses de loyer (625 fr. et 100 fr. par mois) requises par la locataire n'étaient pas valables et qu'elles ne devaient pas être supportées par la sous-locataire; ces points ne sont plus discutés dans la procédure fédérale. Dans le calcul du trop-perçu, l'autorité cantonale a constaté que les pièces versées au dossier attestent de règlements par la sous-locataire d'un total de 461'613 fr. 80 et que cette dernière devait s'acquitter de 6'000 fr. (loyer fixé judiciairement) par mois du 1er février 2002 au 28 février 2007. Confirmant le montant arrêté par la première instance, elle a constaté qu'il en résulte un trop-perçu de 95'613 fr. 80, en faveur de la sous-locataire, portant intérêt moyen au 1er février 2005. C. La locataire exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral contre l'arrêt cantonal du 20 juin 2011. Sous suite de dépens, elle conclut, principalement, à l'annulation de l'arrêt entrepris, subsidiairement, à son annulation et au renvoi de la cause à l'autorité cantonale. La recourante invoque une violation de l'art. 2 al. 2 CC, subsidiairement de l'art. 269 CO, et reproche à l'autorité précédente d'avoir commis un déni de justice. Par ordonnance du 28 septembre 2011, la Cour de céans a octroyé l'assistance judiciaire partielle (exonération des frais de justice) sollicitée par la recourante.