Fatti: A. All'inizio del 2012 il Municipio di Giubiasco ha promosso l'idea di un'aggregazione del Bellinzonese. L'istanza di aggregazione di 17 Comuni è stata sottoscritta il 6 novembre 2012 dai rappresentanti di tutti i Comuni interessati. In seguito è stata costituita la relativa Commissione di studio, che il 26 marzo 2015 ha trasmesso al Consiglio di Stato il "Rapporto finale sul progetto di aggregazione del Bellinzonese". Nell'ambito della votazione consultiva del 18 ottobre 2015, il progetto aggregativo, accettato favorevolmente dal 59.42 % della popolazione del comprensorio interessato, è stato accolto da tredici Comuni, con percentuali che vanno dal 52 % all'83 % e respinto da quattro, ossia Arbedo-Castione, Cadenazzo, Lumino e Sant'Antonino, con percentuali contrarie dal 52 % all'87 %. B. Dopo aver preso conoscenza del messaggio n. 7164 del 27 gennaio 2016 del Consiglio di Stato e del rapporto n. 7164R del 9 marzo 2016 della Commissione speciale aggregazione di Comuni, con decreto legislativo del 21 marzo 2016 il Gran Consiglio, rifiutati gli scenari di indire una nuova votazione consultiva e di un'aggregazione coatta di uno o più Comuni contrari, ha decretato l'aggregazione dei Comuni di Bellinzona, Camorino, Claro, Giubiasco, Gnosca, Gorduno, Gudo, Moleno, Monte Carasso, Pianezzo, Preonzo, Sant'Antonio e Sementina in un nuovo Comune denominato Bellinzona a far tempo dalla costituzione del Municipio, prescindendo dalla fusione dei quattro Comuni contrari (Bollettino ufficiale delle leggi n. 22/2016 del 13 maggio 2016, pag. 227-230). C. Avverso questo decreto legislativo Ivano Rizzi e 80 litisconsorti presentano un ricorso in materia di diritto pubblico per violazione del diritto di voto al Tribunale federale. Chiedono, concesso al gravame l'effetto sospensivo, di annullare l'impugnato decreto. Con decreto presidenziale del 5 luglio 2016 al ricorso è stato conferito effetto sospensivo. D. Il Comune di Sant'Antonino, rilevato che i suoi cittadini hanno ampiamente rifiutato l'aggregazione ed essendo toccato solo marginalmente dal decreto, non si pronuncia sul ricorso e si rimette al giudizio del Tribunale federale. Il Comune di Cadenazzo, estromesso dalla fusione, rinuncia a presentare una risposta, mentre quello di Arbedo-Castione, anch'esso escluso, rileva che il tema non lo concerne e chiede di non considerarlo quale parte. Il Comune di Lumino non si è espresso. I Comuni di Bellinzona, Camorino, Claro, Giubiasco, Gnosca, Gorduno, Gudo, Moleno, Monte Carasso, Pianezzo, Preonzo, Sant'Antonio e Sementina propongono la reiezione del ricorso. Il Consiglio di Stato, per sé e in rappresentanza del Gran Consiglio, postula di respingerlo in quanto ammissibile. In replica i ricorrenti si riconfermano nelle loro tesi e domande di giudizio. Nella duplica, gli opponenti ribadiscono le loro conclusioni, mentre il Consiglio di Stato, con scritto del 7 ottobre 2016, rinuncia a presentare ulteriori osservazioni.