Fatti: A. Nel gennaio del 2003 la Procura della Repubblica italiana presso il Tribunale di Milano ha aperto un procedimento penale nei confronti, tra gli altri, di A._, amministratore delegato di D.X._S.p.A., di E._, vicepresidente di D.X._S.p.A., di F._, amministratore delegato di B.X._S.p.A. e di altri dirigenti di società del gruppo X._, siccome sospettati di corruzione aggravata, riciclaggio di denaro, partecipazione ad associazione a delinquere, appropriazione indebita aggravata ed altri reati ai danni delle società del gruppo. Gli indagati erano in particolare sospettati di essersi appropriati illecitamente, tra il 1999 e il 2002, di parte del patrimonio della D.X._S.p.A. mediante la stipulazione di contratti di consulenza e di fornitura di manodopera specializzata con società di comodo da loro controllate o messe a disposizione da persone compiacenti, segnatamente da G._, per attività in tutto o in parte inesistenti. Avrebbero inoltre corrotto funzionari italiani e stranieri allo scopo di ottenere l'aggiudicazione di appalti nel settore degli impianti per l'energia elettrica e per opere di desalinizzazione, facendosi poi retrocedere parte degli importi pagati illecitamente. Il denaro provento dei reati sarebbe poi stato trasferito su conti bancari svizzeri di spettanza degli indagati o di loro familiari o su altri conti esteri messi a disposizione da terzi, segnatamente da H._. B. Con sentenza del 4 ottobre 2006 del Giudice per le indagini preliminari presso il Tribunale di Milano, emanata secondo il rito del patteggiamento, H._ è stato condannato a una pena di un anno e quattro mesi di reclusione, sospesa condizionalmente, in particolare per essersi associato, tra gli altri, con i suddetti dirigenti del gruppo X._ e con G._ al fine di appropriarsi indebitamente di fondi della D.X._S.p.A., nonché per avere partecipato a un disegno criminoso volto a favorire le società I._ e J._ nell'aggiudicazione di commesse, concordando compensi illeciti con i dirigenti delle stesse. Il 27 luglio 2007 la Procura della Repubblica ha chiesto il rinvio a giudizio, tra gli altri, di G._, A._, E._ e F._. Il 27 aprile 2009 il Giudice per le indagini preliminari ha emanato il decreto che dispone il giudizio nei confronti segnatamente di A._, E._ e F._. Con una sentenza di patteggiamento di stessa data ha in particolare condannato G._ alla pena di due anni e sei mesi di reclusione e disposto la confisca di EUR 5'000.--. Il 9 febbraio 2010 è stato aperto il dibattimento dinanzi al Tribunale di Milano. C. Frattanto, con atto di accusa del 15 giugno 2009, il Ministero pubblico della Confederazione (MPC) ha messo in stato di accusa dinanzi al Tribunale penale federale (TPF) G._, A._, E._ e la di lui moglie K._, F._ e la di lui moglie L._, nonché il consulente bancario M._ per riciclaggio di denaro giusta l'art. 305bis CP, in parte aggravato. In sostanza, il MPC rimprovera loro di avere compiuto in Svizzera atti suscettibili di vanificare l'accertamento dell'origine, il ritrovamento o la confisca di valori patrimoniali provento dei reati commessi all'estero ai danni di società del gruppo X._, riconducibili segnatamente a tangenti per l'ottenimento di commesse pubbliche e alla stipulazione di contratti di consulenza e di outsourcing fittizi. D. Con sentenza del 18 marzo 2010 la Corte penale del TPF ha riconosciuto G._ autore colpevole di riciclaggio di denaro aggravato limitatamente a determinati capi di accusa, per complessivi USD 840'404.59, e lo ha condannato alla pena pecuniaria di 180 aliquote giornaliere di fr. 10.-- ciascuna, a valere quale pena complementare a quella di due anni e sei mesi di reclusione inflittagli mediante la sentenza 27 aprile 2009 del giudice italiano. Ha inoltre riconosciuto E._ autore colpevole di riciclaggio di denaro aggravato, nonché di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente a determinati capi di accusa, per complessivi USD 840'404.59, condannandolo alla pena detentiva di 14 mesi e alla pena pecuniaria di 30 aliquote giornaliere di fr. 100.-- ciascuna, sospese condizionalmente per un periodo di prova di due anni. La Corte penale del TPF ha pure riconosciuto A._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro limitatamente ad alcuni capi di accusa, per complessivi EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.-- e lo ha condannato alla pena detentiva di 17 mesi, sospesa condizionalmente per un periodo di prova di due anni. Gli accusati sono stati prosciolti dai capi di accusa che non sono stati oggetto di condanna. La Corte penale del TPF ha per contro prosciolto da tutte le imputazioni K._, F._, L._, nonché M._ ed ha dichiarato irricevibili per incompetenza giurisdizionale le pretese delle parti civili C.X._S.p.A., D.X._S.p.A. e B.X._S.p.A. Ha inoltre ordinato la confisca di USD 840'404.59 depositati sulla relazione yyy intestata a zzz presso la banca N._ di Chiasso e di EUR 3'276'221.-- e USD 242'000.-- depositati sulla relazione vvv www intestata a A._ presso la banca O._ di Singapore, già oggetto di sequestro. Per i restanti beni e valori è stato ordinato il dissequestro. E. Il MPC impugna questa sentenza con un ricorso in materia penale al Tribunale federale. In via principale chiede di dichiarare A._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro aggravato per tutti i capi d'imputazione, per un ammontare complessivo corrispondente a fr. 9'569'406.--, e di condannarlo a una pena detentiva di due anni e due mesi e cumulativamente a una pena pecuniaria di 27 aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna. Chiede poi di dichiarare G._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio aggravato per tutti i capi di accusa, per un ammontare complessivo corrispondente a fr. 1'967'753, e di condannarlo a una pena detentiva di tre mesi e cumulativamente a una pena pecuniaria di quattro aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna, a valere quale pena complementare alla pena inflitta dal giudice italiano, non opponendosi alla sospensione condizionale. Postula inoltre di riconoscere E._ autore colpevole di ripetuto riciclaggio aggravato per tutti i capi d'imputazione, per un importo complessivo corrispondente a fr. 6'166'403.58, e di condannarlo alla pena di due anni di detenzione e cumulativamente a una pena pecuniaria di 26 aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna, non opponendosi alla sospensione condizionale. Il ricorrente chiede altresì di dichiarare K._ autrice colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro per un importo pari a fr. 6'166'403.58 e di condannarla a una pena detentiva di un anno e tre mesi e cumulativamente a una pena pecuniaria di 14 aliquote giornaliere di fr. 1'500.-- ciascuna, non opponendosi alla sospensione condizionale. Per quanto concerne M._, chiede di riconoscerlo colpevole di ripetuto riciclaggio di denaro per un importo non inferiore a fr. 5'000'000.-- e di condannarlo a una pena detentiva di un anno e due mesi, non opponendosi alla sospensione condizionale. Chiede infine di ordinare la confisca dei valori depositati sulla relazione intestata a zzz per un ammontare pari a fr. 6'166'403.58 e dei valori depositati sulla relazione www intestata a A._ per corrispondenti fr. 9'569'406.--. In via subordinata, chiede di rinviare la causa alla precedente istanza per un nuovo giudizio nel senso dei considerandi. Il ricorrente fa valere la violazione del diritto federale e del diritto internazionale, nonché l'accertamento inesatto dei fatti. La sentenza della Corte penale del TPF è stata impugnata con ricorsi in materia penale anche da A._ (causa 6B_718/2010), da E._ (causa 6B_727/2010) e dalle parti civili C.X._S.p.A., D.X._S.p.A. e B.X._S.p.A. (causa 6B_732/2010). I rispettivi ricorsi sono oggetto di giudizi distinti. F. Invitati ad esprimersi sul ricorso, il TPF si rimette al giudizio del Tribunale federale, mentre G._, E._, K._, A._ e M._ ne chiedono la reiezione. Le parti civili postulano l'accoglimento integrale del gravame. G. Con decreto presidenziale del 14 ottobre 2010 è stato conferito effetto sospensivo al dispositivo della sentenza impugnata concernente la confisca e il dissequestro. Il provvedimento è stato sostanzialmente confermato con ulteriori decreti presidenziali del 4, del 22 novembre 2010 e del 4 marzo 2011. Con decreto presidenziale del 24 maggio 2011 è stato ordinato il parziale dissequestro della relazione intestata a zzz, per un importo di fr. 6'000.--.