Faits: A. Par jugement du 3 septembre 2010, le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de Lausanne a condamné X._ pour escroquerie à une peine privative de liberté de dix mois, avec sursis et délai d'épreuve de cinq ans, peine partiellement complémentaire à celle prononcée le 11 septembre 2001. Il l'a en revanche libéré des chefs d'accusation d'infraction à la loi fédérale sur l'assurance-chômage obligatoire et l'indemnité en cas d'insolvabilité, de banqueroute frauduleuse et de fraude dans la saisie. En bref, cette autorité a considéré que X._ avait sciemment trompé l'assurance-chômage en sachant qu'il risquait de ne pas avoir droit aux indemnités de chômage s'il leur exposait qu'il avait une activité commerciale durant la période pour laquelle il réclamait ces indemnités, soit du 1 er décembre 2000 au 30 octobre 2001. B. Par arrêt du 12 octobre 2010, la Cour de cassation pénale du canton de Vaud a rejeté le recours formé par X._. C. Le 10 décembre 2010, ce dernier a formé un recours en matière pénale. Il conclut à son acquittement, subsidiairement à l'annulation de l'arrêt du 12 octobre 2010 et au renvoi de la cause à la Cour de cassation pour nouvelle instruction et nouveau jugement. Il sollicite, par ailleurs, le bénéfice de l'assistance judiciaire. Invités à se déterminer sur le recours, le Ministère public du canton de Vaud et l'autorité intimée ont déclaré se référer à l'arrêt entrepris, sans formuler d'observation.