Faits: A. A._, ressortissant égyptien né en 1971, a contracté mariage, le 16 décembre 2000, avec B._, ressortissante suisse née en 1965. Après avoir vécu à l'étranger, les époux se sont établis en Suisse dès le 1er avril 2005 et l'intéressé s'est vu octroyer une autorisation de séjour afin de pouvoir vivre auprès de son épouse. Le 28 mars 2007, A._ a déposé une demande de naturalisation facilitée fondée sur son mariage avec B._. Les époux ont contresigné, le 13 septembre 2007, une déclaration écrite aux termes de laquelle ils confirmaient vivre en communauté conjugale effective et stable, résider à la même adresse et n'envisager ni séparation ni divorce. Par décision du 6 février 2008, l'Office fédéral des migrations (ci-après: l'ODM) a accordé la naturalisation facilitée à A._. B. Le 9 avril 2009, B._ a déposé auprès du Tribunal civil de Sion une requête visant à interdire à son époux de s'approcher du domicile conjugal et de prendre contact avec elle en raison des violences verbales et des menaces de plus en plus pressantes dont elle était victime. Le même jour, il a été donné suite à cette requête à titre de mesures préprovisionnelles urgentes. Par décision du 15 mai 2009, le Tribunal civil a, dans le cadre de mesures protectrices de l'union conjugale, autorisé les époux à vivre séparés pour une durée indéterminée. Le 8 septembre 2009, l'ODM a informé A._ qu'il envisageait d'ouvrir une procédure visant à l'annulation de sa naturalisation facilitée, compte tenu du fait qu'il vivait séparé de son épouse depuis le 1er janvier 2009. Le prénommé a indiqué, dans ses déterminations datées du 22 septembre 2009, que cette séparation était la conséquence de problèmes strictement personnels avec son épouse et a assuré qu'il n'avait jamais eu l'intention de commettre une quelconque fraude en matière de naturalisation. Par jugement du 4 mars 2010, le Tribunal civil a prononcé la dissolution du mariage. Invité par l'ODM à se déterminer sur divers éléments ressortant du dossier de la procédure civile (dégradation de l'union conjugale depuis son arrivée en Suisse en 2005, intégration professionnelle difficile, comportement répréhensible envers son épouse ayant contraint la justice à prendre des mesures d'interdiction à son endroit), A._ a, par pli daté du 6 janvier 2011, transmis une copie de ses déterminations du 22 septembre 2009 ainsi que de sa carte d'agent de sécurité privée délivrée par les autorités valaisannes compétentes. C. Par décision du 25 janvier 2011, l'ODM a prononcé, avec l'assentiment des autorités cantonales compétentes, l'annulation de la naturalisation facilitée. A la suite de cette décision, l'ex-épouse a adressé à l'ODM un courrier daté du 1er février 2011 dans lequel elle affirmait notamment que le couple n'avait pas eu l'intention de tromper les autorités suisses lors de la demande de naturalisation. D. Par arrêt du 21 juillet 2011, le Tribunal administratif fédéral (ci-après: le TAF) a rejeté le recours formulé par A._. Il a considéré que l'examen des faits pertinents de la cause ainsi que leur déroulement chronologique relativement rapide depuis le dépôt de la demande de naturalisation fondaient la présomption qu'au moment de la signature de la déclaration commune et, a fortiori, lors de la décision de naturalisation, les époux n'avaient plus la volonté de maintenir une communauté conjugale stable. Les éléments invoqués par l'intéressé n'étaient pas suffisants pour renverser cette présomption. E. Agissant par la voie du recours en matière de droit public, A._, par l'intermédiaire de son mandataire Me Guérin de Werra, demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du TAF et de confirmer la décision du 6 février 2008 lui accordant la naturalisation facilitée. Il se plaint de l'établissement manifestement inexact des faits et d'une violation de l'art. 41 de la loi fédérale du 29 septembre 1952 sur l'acquisition et la perte de la nationalité suisse (LN; RS 141.0). Dans une écriture séparée datée du même jour, A._ avance également quelques arguments à l'appui de son recours. Le TAF a, aux termes de ses observations, conclu au rejet du recours. L'ODM a renoncé à se déterminer.