Faits: A. A.a En vertu d'un transfert de bail conclu le 26 septembre 2003 avec l'accord de la propriétaire Y._ SA, X._ est devenu le nouveau locataire d'une arcade commerciale d'environ 31 m2 au centre de la ville de Genève. Le bail repris échéait la première fois le 31 juillet 2004, puis était renouvelable de cinq ans en cinq ans. Le loyer indexé en dernier lieu le 1er août 2003 s'élevait à 1'350 fr. par mois (16'200 fr. par an), charges comprises. L'art. 5 du bail disposait que le locataire prenait à sa charge tous les travaux d'aménagement qu'il jugerait utiles pour son exploitation; l'art. 7 ajoutait que si, à la fin du bail, la chose louée présentait une plus-value résultant de travaux acceptés par le bailleur, le locataire s'engageait à renoncer à toute indemnité. Dans un avenant du 4 août 2005, la bailleresse Y._ SA s'est engagée à bloquer le loyer annuel à 16'200 fr. jusqu'au 26 septembre 2008, compte tenu des importants investissements effectués dans les locaux par le locataire X._. A.b Le 7 mai 2010, la bailleresse a adressé un rappel au locataire, qui n'avait pas payé les loyers de mars, avril et mai 2010. Le 19 mai 2010, elle lui a envoyé un courrier recommandé lui impartissant un délai de 30 jours pour s'acquitter de son dû, sous peine de résiliation du bail. Le locataire n'a pas retiré le pli et n'a pas payé les arriérés, pas plus que le nouveau loyer échu le 1er juin 2010. La bailleresse lui a alors notifié le 16 juin 2010 un nouvel avis comminatoire l'invitant à payer dans les 30 jours la somme de 5'400 fr. à titre de loyer des mois de mars à juin 2010, sous peine de résiliation du contrat pour le 31 août 2010. Le locataire n'a pas donné suite. Par formule officielle du 23 juillet 2010, la bailleresse a résilié le contrat pour le 31 août 2010 en invoquant le défaut de paiement du loyer. Le 20 août 2010, le locataire a saisi l'autorité genevoise de conciliation en matière de baux et loyers en déclarant contester le congé. Le 11 novembre 2010, la bailleresse a déposé auprès de cette même autorité une requête tendant à l'évacuation du locataire. En date du 29 novembre 2010, le locataire a versé 13'500 fr. correspondant aux loyers de mars à décembre 2010. Le 30 décembre 2010, il s'est acquitté du loyer de janvier 2011. Le 27 janvier 2011, soit quatre jours avant l'audience agendée par la commission de conciliation, il a payé 8'100 fr. correspondant aux loyers de février à juillet 2011. A l'issue de l'audience en question, les deux requêtes ont été déclarées non conciliées. Dans un courrier du 1er février 2011, le locataire a exprimé le souhait de trouver un accord avec la bailleresse, en précisant qu'il était en train de s'associer avec d'autres personnes en vue de créer des sociétés dont l'une reprendrait ses activités. Il a en outre indiqué avoir été victime d'une escroquerie. La bailleresse a répondu aux partenaires du locataire que sous toutes réserves, elle était disposée à établir un bail de trois ans, reconductible, pour un loyer annuel de 900 fr. le m2. Elle exigeait une garantie bancaire de six mois et requérait divers renseignements pour évaluer la candidature de la nouvelle société. B. B.a Parallèlement à ces pourparlers, la bailleresse a saisi en date du 31 janvier 2011 le Tribunal des baux et loyers du canton de Genève d'une requête en évacuation du locataire. Devant cette même autorité, le locataire a déposé le 2 mars 2011 une demande concluant à l'annulation de l'avis de résiliation du 23 juillet 2010. Les deux causes ont été jointes. Par jugement du 21 juillet 2011, le Tribunal des baux a constaté la validité de l'avis de résiliation et condamné le locataire à évacuer immédiatement les locaux. Le tribunal a considéré que les conditions du congé immédiat pour défaut de paiement au sens de l'art. 257d CO étaient réalisées et que le congé ne contrevenait pas aux règles de la bonne foi (art. 271 al. 1 CO). B.b Le locataire a déféré cette décision à la Chambre des baux et loyers de la Cour de justice, en concluant au renvoi de la cause au Tribunal des baux. La cour a rejeté l'appel et confirmé le jugement entrepris en faisant valoir, en substance, les motifs suivants: le locataire avait réalisé des travaux d'aménagement d'une certaine ampleur, sans toutefois établir qu'ils se seraient élevés à 400'000 fr. Il savait en outre que leur amortissement devait intervenir avant 2010 et que toute indemnité était exclue de par le contrat de bail. Il n'avait pas démontré le caractère passager, voire accidentel de son impécuniosité; l'escroquerie dont il disait avoir été victime n'était pas établie. Il n'était pas non plus prouvé que la bailleresse connaissait ces circonstances lorsqu'elle avait adressé un rappel et des mises en demeure. Celle-ci s'était intéressée à la proposition du locataire de conclure un nouveau bail avec la société qu'il devait créer; dans ce contexte, elle était en droit de proposer un loyer nettement majoré. Le locataire n'avait pas allégué que le loyer annuel de 900 fr. le m2 était abusif ou sortait des limites des loyers usuels du quartier. C. Par-devant le Tribunal fédéral, le locataire (ci-après: le recourant) interjette un recours en matière civile, dans lequel il requiert que l'arrêt de la Cour de justice soit annulé et que la cause soit renvoyée à cette autorité. La bailleresse (ci-après: l'intimée) conclut au rejet du recours. L'autorité précédente se réfère à son arrêt.