Faits: A. Par jugement du 25 janvier 2012, le Tribunal de police de la République et canton de Genève a reconnu X._ coupable de rixe (art. 133 al. 1 CP). Il l'a condamné à une peine privative de liberté de six mois, a renoncé à révoquer le sursis accordé par la Cour d'assises le 17 septembre 2008, a dit que le sursis accordé par le Juge d'instruction de Lausanne le 24 février 2010 n'était pas révoqué, a ordonné la levée du traitement ambulatoire ordonné par la Cour d'assises et mis à sa charge les frais de la procédure à raison d'un tiers. Dans le cadre de la même procédure, deux prévenus ont été reconnus coupables de, respectivement, rixe et vol et sept prévenus ont été acquittés du chef de rixe, soit parce qu'il subsistait un doute quant à leur présence sur place, soit que leur rôle n'avait pas dépassé des actes de défense, soit que leur geste consistant à lancer des bouteilles n'avait pas dépassé la légitime défense, s'agissant d'une attaque lors de laquelle des coups de couteau potentiellement mortels avaient été donnés. B. Par arrêt du 24 septembre 2012, la Chambre pénale d'appel et de révision de la Cour de justice a rejeté l'appel formé par X._ et l'a condamné aux frais d'appel. Elle s'est fondée sur les principaux éléments de fait suivants. Dans la nuit du 7 au 8 août 2009, une bagarre a éclaté au Jardin anglais à Genève entre deux groupes de plusieurs personnes. Au cours de celle-ci, les uns ont lancé des bouteilles alors que d'autres ont fait usage de spray lacrymogène, notamment. L'un des participants a par ailleurs reçu des coups de couteau. X._ a lancé un vélo en direction du groupe auquel appartenait la personne blessée. C. X._ forme un recours en matière pénale au Tribunal fédéral contre l'arrêt du 24 septembre 2012. Il conclut à son acquittement et à ce qu'une indemnité au sens de l'art. 429 CPP lui soit allouée, subsidiairement, à ce qu'il soit mis au bénéfice du sursis et plus subsidiairement, à ce que la cause soit renvoyée à l'autorité cantonale pour nouvelle décision dans le sens des considérants. Il a sollicité l'assistance judiciaire. Il n'a pas été ordonné d'échange d'écritures.