Faits: A. F._, né en 1968, sans formation, a travaillé en dernier lieu en qualité de man?uvre maçon. En arrêt de travail pour cause de maladie depuis juin 2006, il s'est annoncé le 26 avril 2007 auprès de l'Office de l'assurance-invalidité du canton de Genève (ci-après: l'office AI) en raison de douleurs dorsales et cervicales. L'office AI a fait verser à la cause le dossier de l'assureur perte de gain en cas de maladie (comportant notamment un rapport du docteur P._, spécialiste FMH en médecine interne et en rhumatologie, du 6 février 2007 ainsi qu'un avis de la doctoresse N._, généraliste, médecin traitant, du 29 novembre 2006). Après avoir recueilli des renseignements complémentaires auprès de cette dernière (rapport du 31 mai 2007) et du docteur C._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, médecin traitant (rapport du 1er octobre 2007), l'administration a fait savoir à l'assuré qu'elle entendait lui dénier le droit à des prestations (projet de décision du 13 mars 2008). Faisant part à l'office AI de ses objections, F._ lui a transmis un rapport de la doctoresse A._, du département de médecine interne de l'Hôpital X._ (rapport du 21 novembre 2007). L'administration a chargé le Centre Y._ de réaliser une expertise pluridisciplinaire. Après des examens cliniques rhumatologique et psychiatrique, les docteurs K._, spécialiste FMH en médecine interne, T._, spécialiste FMH en médecine physique et réhabilitation et en médecine du sport, et L._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, ont retenu les diagnostics - avec répercussion sur la capacité de travail - de lombalgies chroniques sur troubles dégénératifs modérés et de cervicalgies chroniques sur discrète instabilité C4 et ceux - sans répercussion sur la capacité de travail - de trouble somatoforme indifférencié et de trouble mixte anxieux et dépressif notamment. Une activité sédentaire légère, permettant l'alternance des positions assis-debout et évitant les positions en porte-à-faux, pouvait être exercée à plein temps, avec une diminution de rendement de 20% compte tenu de contractures musculaires cervicales (rapport d'expertise interdisciplinaire du 22 octobre 2008). L'office AI a alloué à l'assuré une mesure d'orientation professionnelle qui s'est déroulée du 31 août au 27 novembre 2009, au sein de Z._ puis auprès de la société V._ SA. D'après le rapport établi le 7 décembre 2009, F._ possédait les capacités et les compétences pour réintégrer, à plein temps et avec un rendement proche de la norme, le circuit économique ordinaire en qualité d'ouvrier dans le secteur du conditionnement léger. Au terme d'une prolongation de la mesure, Z._ a rédigé un second rapport dont il ressort que l'assuré a totalisé, pour la période comprise entre le 16 décembre 2009 et le 28 février 2010, trente-sept jours d'absence en raison de blocages de la colonne cervicale (rapport du 4 mars 2010). L'administration a interpellé le docteur C._ (rapport du 10 mai 2010) ainsi que la doctoresse N._. Celle-ci a retenu notamment des cervico-dorso-lombalgies chroniques sur troubles statiques et dégénératifs de la colonne lombaire (sur protusions discales C6-C7, L5-L5, sur hernie discale L5-S1, sur probable instabilité cervicale-glissement antérieur de C4 et sur canal lombaire étroit avec probable conflit radiculaire) et conclu à une incapacité de travail totale (rapport du 13 juillet 2010); elle a en outre joint un rapport (du 12 septembre 2008) des doctoresses E._ et B._, spécialistes FMH en pharmacologie et toxicologie cliniques et en médecine interne auprès du centre multidisciplinaire d'étude et de traitement de la douleur de l'Hôpital X._. L'assuré a transmis à l'office AI un rapport du docteur C._. Ce psychiatre évoquait un état dépressif d'intensité légère à moyenne et estimait que l'assuré disposait d'une capacité de travail de 50% (rapport du 13 juillet 2011). F._ a en outre invité l'administration à solliciter l'avis du docteur M._, spécialiste FMH en chirurgie orthopédique et traumatologie de l'appareil locomoteur, précisant que ce médecin devrait l'opérer prochainement en raison de fortes douleurs à l'épaule gauche (courrier du 18 novembre 2011). Celle-ci lui a répondu qu'elle le considérait apte à travailler à temps complet dans une activité lucrative adaptée; s'il estimait que tel n'était pas le cas, il lui appartenait d'apporter des éléments susceptibles de le démontrer (courrier du 22 novembre 2011). Par décision du 17 janvier 2012, l'office AI a rejeté la demande de prestations. B. Saisie d'un recours de l'assuré, la Cour de justice de la République et canton de Genève, Chambre des assurances sociales, l'a rejeté par jugement du 5 juin 2012. C. F._ interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont il demande l'annulation. Il conclut à la reconnaissance de son droit à une rente entière de l'assurance-invalidité à compter du 20 avril 2007, éventuellement au renvoi de la cause à la Cour de justice pour instruction complémentaire sous forme d'expertise bidisciplinaire et nouveau jugement. Le Tribunal fédéral a renoncé à procéder à un échange d'écritures.