Fatti: A. A._ e B._ si sono sposati nel settembre 1994. La moglie era già madre di un figlio nato da un precedente matrimonio. Dalla nuova unione è nato C._, il 18 settembre 1996. I coniugi vivono separati dal maggio 2002. Con sentenza 17 ottobre 2006, il Pretore del distretto di Lugano ha sciolto per divorzio il matrimonio di A._ e B._, regolando le questioni accessorie (affidamento del figlio comune C._ alla madre e regolamentazione del diritto di visita del padre, liquidazione del regime dei beni, divisione degli averi di previdenza e fissazione di un contributo alimentare per il figlio) e ponendo a carico di B._ quattro quinti delle spese processuali oltre ad un importo per ripetibili ridotte a A._. Il Pretore ha per contro negato a B._ un contributo alimentare per lei personalmente. B. B._ ha adito il Tribunale di appello con allegato 6 novembre 2006, chiedendo una riduzione del diritto di visita concesso al padre, l'integrale messa a carico dell'ex marito degli oneri processuali e la fissazione di un contributo alimentare per lei personalmente. In parziale accoglimento dell'appello, con sentenza 4 aprile 2011 i Giudici cantonali hanno riconosciuto a B._ un contributo alimentare scalato (fr. 500.-- mensili fino al 30 settembre 2012; fr. 150.-- mensili dal 1° ottobre 2012 al 30 settembre 2014; fr. 643.30 mensili dal 1° ottobre 2014 al 31 ottobre 2030; fr. 300.-- mensili dal 1° novembre 2030 in poi) vita natural durante; le spese processuali di prima istanza sono state poste a carico di B._ nella misura di sette decimi. C. A._ (ricorrente) insorge contro la sentenza d'appello con ricorso in materia civile 10 maggio 2011. Postula che l'appello di B._ venga respinto e che venga integralmente confermata la decisione pretorile del 17 ottobre 2006. Con risposta 28 febbraio 2012 B._ (opponente) chiede la conferma della sentenza di appello e dunque, implicitamente, la reiezione del ricorso in materia civile (la cfr. 1 del petitum a pag. 2 della risposta è ovviamente un refuso). Chiede inoltre di essere posta a beneficio dell'assistenza giudiziaria integrale nel caso che le ripetibili non fossero incassabili. Il Tribunale di appello ha rinunciato a formulare osservazioni.