Faits: A. A._, né en 1969, et dame A._, née en 1970, se sont mariés le 18 août 1995. Trois enfants sont issus de leur union: B._, né le 23 juillet 1996, C._, né le 4 février 1999, et D._, née le 30 juillet 2005. B. Le 12 janvier 2011, l'épouse a requis des mesures protectrices de l'union conjugale, que les époux sont convenus en audience de transformer en requête commune de divorce avec accord partiel. Par ordonnance de mesures provisionnelles du 24 mai 2011, le Président du Tribunal civil a attribué à la mère la garde des trois enfants et astreint le père à contribuer à leur entretien par le versement de pensions mensuelles de 800 fr. pour l'aîné, et de 600 fr. pour chacun des cadets. Le 10 juin 2011, l'épouse a interjeté appel; elle a conclu à ce que les contributions d'entretien mensuelles des enfants s'élèvent à 1'000 fr. pour l'aîné et 850 fr. pour chacun des cadets, allocations familiales en sus, dès le 1er juillet 2010. Elle a également conclu à ce qu'une contribution d'entretien lui soit versée, d'un montant "qui équivaut à la différence entre 2'700 francs et la somme des pensions allouées pour les enfants". Statuant le 5 août 2011, la Cour d'appel civil du Tribunal cantonal du canton de Fribourg a confirmé la décision de première instance en ce qui concerne les contributions d'entretien des enfants, précisant que les allocations familiales sont payables en sus, et astreint l'époux à contribuer à l'entretien de son épouse par le versement d'une pension mensuelle de 400 fr. dès le 1er juillet 2010, les intérêts de retard se montant à 5 % l'an. C. Par acte du 8 septembre 2011, l'époux exerce un recours en matière civile au Tribunal fédéral. Il conclut à l'annulation de l'arrêt attaqué. Au préalable, il sollicite l'octroi de l'effet suspensif au recours et le bénéfice de l'assistance judiciaire, en ce sens seulement qu'il soit dispensé du paiement des frais judiciaires. Invités à se déterminer sur la requête d'effet suspensif, l'épouse s'en remet à justice et l'autorité précédente indique qu'elle n'a pas d'observations à formuler. D. Par ordonnance du 28 septembre 2011, la Présidente de la IIe Cour de droit civil du Tribunal fédéral a octroyé l'effet suspensif au recours pour les contributions d'entretien dues jusqu'à la fin du mois d'août 2011.