Faits: A. A.a A.X._ est né en 1961. Il est séparé de son épouse, B.X._. Il travaille depuis le mois de janvier 1999 pour le compte de La Poste en qualité de facteur, à un taux de 100%. Actuellement, son lieu de travail se situe à Y._ dans le canton de Vaud. Il habite dans cette commune depuis le 1er mars 2007. Il occupe un appartement de deux pièces, selon le bail établi à son nom, dont le loyer mensuel s'élève à 930 fr. Il n'y détient aucune ligne téléphonique à son nom. Il est propriétaire, depuis le 31 juillet 1985, pour une demie, d'un appartement en PPE situé à Bussigny-près-Lausanne. L'autre demie est propriété de son épouse. Ce bien immobilier a une surface habitable de 170 m2 environ et une estimation fiscale de 364'000 fr. Depuis le 13 janvier 1995, l'intéressé est aussi propriétaire avec son épouse, pour une demie chacun, d'un local situé dans le même immeuble, dont l'estimation fiscale s'élève à 20'000 fr. A.X._ a été imposé de manière illimitée dans le canton de Vaud de 1980 jusqu'au 31 août 2003, date de l'annonce de son départ de Bussigny-près-Lausanne pour Z._ dans le canton du Valais. Depuis lors, il est imposé de manière limitée dans le canton de Vaud en qualité de propriétaire immobilier. En mai 2010, il s'est inscrit comme résident secondaire à Y._. Le 21 septembre 2010, à la requête de l'Administration cantonale des impôts du canton de Vaud (ci-après: l'Administration fiscale vaudoise), A.X._ a rempli un questionnaire relatif à la détermination du domicile fiscal. Il y a indiqué que son adresse officielle était la rue ***, à Z._, son logement de Y._ constituant un domicile secondaire. Il a précisé que, à Z._, il vivait avec sa mère dans une villa de six pièces, dont il était propriétaire. Selon ses indications, s'il résidait à Y._ durant la semaine, il se rendait néanmoins deux fois par semaine en Valais, en voiture. Il passait la majorité de ses week-ends et ses vacances à Z._ et dans un mayen. A.X._ a ajouté qu'il entretenait uniquement des relations avec sa famille à son lieu de résidence durant la semaine. A.b Par courrier du 15 octobre 2010, l'Administration fiscale vaudoise a invité son homologue valaisan à renoncer à l'assujettissement illimité du contribuable en Valais au 1er janvier 2011, sous réserve d'un assujettissement limité dans ce canton en qualité de propriétaire immobilier. L'autorité fiscale a retenu que A.X._ était âgé de plus de 49 ans, qu'il résidait à Y._ depuis le 1er mars 2007 et que son lieu de travail était dans cette commune. Le fait pour lui de retourner régulièrement à Z._ dans sa villa auprès de sa mère ne pouvait faire passer au second plan les éléments qui le rattachaient à la Commune de Y._. Exposant être en procédure de divorce, A.X._ a produit une décision du 6 janvier 2010 du Juge II du district de Sion qui, statuant sur une exception d'incompétence ratione loci soulevée par l'épouse du contribuable, a retenu que le domicile de l'intéressé était à Z._ au sens de l'art. 23 CCS. A.X._ a également expliqué que son père venait de décéder, ce qui le conduisait à devoir être encore plus présent aux côtés de sa mère, à Z._, et que, à la suite d'un accident de travail dont il venait d'être victime, il bénéficiait de soins de physiothérapie à Sion. Le 8 mars 2011, le Service cantonal des contributions du canton du Valais (ci-après: le Service valaisan des contributions) a informé l'Administration fiscale vaudoise qu'elle estimait que le domicile fiscal de A.X._ était à Z._. A.c Par décision du 3 janvier 2012, l'Administration fiscale vaudoise a fixé le domicile fiscal du contribuable à Y._ au 1er janvier 2011, A.X._ demeurant assujetti de manière limitée en Valais en qualité de propriétaire immobilier. Cette administration s'est fondée en particulier sur un rapport d'enquête du 19 octobre 2011 portant sur quinze pointages, effectués entre le 21 avril et le 28 septembre 2011, dont quatorze ont révélé la présence du véhicule de l'intéressé à son domicile de Y._, ce qui démontrait que A.X._ passait quasiment toutes les nuits de la semaine dans son appartement vaudois. Les contrôles ont révélé que A.X._ avait passé la nuit à cet endroit: à une reprise (pour un contrôle) du dimanche au lundi; à six reprises (pour autant de contrôles) du lundi au mardi, des contrôles ayant notamment été effectués les mardis 3, 17, 24 et 31 mai 2011; à deux reprises (pour autant de contrôles) du mardi au mercredi; à quatre reprises (pour autant de contrôles) du mercredi au jeudi, des contrôles ayant notamment été effectués les 24 et 31 août 2011; à une reprise (pour deux contrôles) du jeudi au vendredi. B. Par arrêt du 30 août 2012, la Cour de droit administratif et public du Tribunal cantonal du canton de Vaud (ci-après: le Tribunal cantonal) a rejeté le recours. C. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A.X._ demande au Tribunal fédéral, sous suite de frais et dépens, d'annuler l'arrêt du 30 août 2012 du Tribunal cantonal et la décision du 3 janvier 2012 de l'Administration fiscale vaudoise et de dire que son domicile fiscal est en Valais, à Z._. Le Tribunal cantonal et l'Administration fédérale des contributions renoncent à se déterminer sur le recours, alors que l'Administration fiscale vaudoise conclut au rejet de celui-ci dans la mesure où il est recevable. Le Service valaisan des contributions n'a pas déposé d'observations. Par ordonnance du 30 octobre 2012, le Président de la IIe Cour de droit public a rejeté la demande d'effet suspensif. A.X._ a répliqué par écriture du 7 janvier 2013.