Faits: A. A._, né en 1962, et dame A._, née en 1962, se sont mariés le 20 janvier 2001. De cette union sont issus deux enfants, B._, né le 19 décembre 2001, et C._, né le 9 mars 2003. Les époux vivent séparés depuis la mi-janvier 2008. Dame A._ et les enfants sont demeurés dans la villa familiale, alors que A._ s'est installé avec sa compagne. B. La vie séparée des époux a été régie par des mesures protectrices de l'union conjugale, prononcées le 18 février 2009 par le Tribunal de première instance de Genève. Celles-ci ont été modifiées par arrêt du 12 février 2010 rendu sur appel par la Cour de justice du canton de Genève. A._ a alors été condamné à verser à son épouse, d'avance et par mois, allocations familiales non comprises, la somme de 6'400 fr. à titre de contribution à l'entretien de la famille dès le 1er mars 2008. La garde des enfants a été attribuée à la mère, un droit de visite étant réservé au père à exercer, sauf accord contraire, un jour par semaine, du mardi 18h00 au mercredi 18h00, un week-end sur deux, du vendredi 18h00 au dimanche 18h00, ainsi que durant la moitié des vacances scolaires. C. C.a Le 5 mars 2010, la compagne de A._ a donné naissance à des jumeaux, dont ce dernier a reconnu être le père. C.b Le 21 avril 2010, A._ a déposé une demande unilatérale en divorce et une demande de mesures provisionnelles. Par prononcé de mesures provisionnelles du 12 mai 2011, le Tribunal de première instance de Genève l'a entièrement débouté. C.c Par acte du 30 mai 2011, A._ a formé appel contre cette décision devant la Cour de justice du canton de Genève. Il a conclu au versement, à titre de contribution d'entretien, pour la période d'avril au 14 décembre 2010, de la somme de 2'000 fr. par mois en faveur de la famille et, pour la période du 14 décembre 2010 au 30 mars 2011, de la somme de 600 fr. par mois en faveur de chacun des enfants; après cette date, il demandait la garde de ceux-ci, ainsi que le montant de 600 fr. à titre de contribution à leur entretien par la mère. Statuant le 26 août 2011, la cour cantonale a rejeté l'appel. En substance, elle a retenu que dame A._ travaillait comme employée d'une entreprise à 50% pour un salaire mensuel net de 2'250 fr. et que ses charges se montaient, jusqu'au 31 août 2011, à 5'100 fr, puis, dès le 1er septembre 2011, à 6'575 fr., son loyer ayant augmenté. S'agissant de A._, elle a imputé à ce dernier un revenu hypothétique de 15'000 fr. pour une activité à plein temps comme administrateur unique (salarié) d'une entreprise, s'écartant ainsi du salaire de 7'028 fr. que ce dernier alléguait gagner pour une activité à 80%, et des charges de 4'156 fr. 80; elle a retenu que ses charges se montaient à 4'156 fr. 80, compte tenu notamment de la charge fiscale de 100 fr. par mois que A._ avait démontré par pièces. Arrêtant ainsi que dame A._ supportait un déficit de l'ordre de 2'900 fr. jusqu'au 30 août 2011 et de 4'400 fr. par la suite, alors que A._ bénéficiait d'un disponible de 10'000 fr. environ, elle a jugé qu'il n'y avait pas lieu de modifier la contribution d'entretien de 6'400 fr. D. Contre cet arrêt, A._ interjette un recours en matière civile. Il renonce à contester l'attribution de la garde des enfants à la mère mais conclut en revanche, principalement, à ce qu'il lui soit donné acte de son engagement de payer la somme de 2'000 fr. par mois d'avril 2010 au 14 décembre 2010 et, dès cette date, une contribution d'entretien de 600 fr. par mois pour chacun des enfants; subsidiairement, il conclut au renvoi de la cause à la Cour de justice pour nouvelle décision. En substance, il se plaint d'arbitraire (art. 9 Cst.) dans l'application du droit tout d'abord, la cour lui ayant imputé un revenu hypothétique et ayant violé les critères de l'art. 125 CC en attribuant une contribution d'entretien à l'épouse, et dans l'appréciation des preuves ensuite, la cour ayant mal établi les revenus et charges des parties. Invitées à se déterminer, l'intimée conclut au rejet du recours et l'autorité cantonale s'en remet aux considérants de son arrêt.