Sachverhalt:
A. X._ wird vorgeworfen, er habe gegen Ende des Jahres 2009 bis März 2010 als Mittäter zusammen mit einem weiteren, nicht näher bekannten und flüchtigen Schwarzafrikaner namens "Y._" (alias "Ya._") an einem sog. "Wash-wash-Trick" mitgewirkt und dabei den Privatklägern insgesamt Fr. 350'000.-- gestohlen. Im Einzelnen habe er Mitte Dezember 2009 zusammen mit dem nur Englisch sprechenden "Y._/Ya._" die Privatkläger in ihrem Imbiss-Lokal aufgesucht, wobei er als "Z._" bzw. "Za._" aufgetreten sei. "Y._/Ya._" habe sich als Sohn eines südafrikanischen Ministers ausgegeben, der von ursprünglich für den Bau von Fussballstadien bestimmten abgezweigten Geldern in der Höhe von CHF 300 Millionen rund CHF 40 Millionen in bar erhalten habe. "Y._/Ya._" habe die Privatkläger aufgefordert, einen Tresor anzuschaffen, weil er beabsichtige, etwa CHF 6 Mio. bei ihnen zu deponieren. Nachdem die Privatkläger zunächst kein Interesse gezeigt hatten, hätten sie sich schliesslich nach weiteren Besuchen der beiden zum Mitmachen bewegen lassen. "Y._/Ya._" habe den Privatklägern vorgespiegelt, die aus Afrika ausgeführten Banknoten seien zwecks Täuschung der Zollbehörden schwarz eingefärbt und könnten mit Hilfe von speziellen Chemikalien wieder entfärbt werden, wobei für den Entfärbungsvorgang zwingend unbehandeltes Notengeld erforderlich sei. Die Privatkläger seien aufgefordert worden, für den Entfärbungsvorgang eigenes Geld beizusteuern, wobei ihnen eine Beteiligung von 20% von gesamthaft zu entfärbenden CHF 40 Mio. in Aussicht gestellt worden sei. X._ sei dabei als Dolmetscher aufgetreten und habe in Zusammenwirken mit "Y._/Ya._" die Privatkläger von der erschwindelten Geschichte überzeugt. Die Privatkläger hätten sich schliesslich bereit erklärt und zunächst CHF 250'000.-- abgehoben und "Y._/Ya._" in ihrer ehelichen Wohnung übergeben. Dieser habe gemeinsam mit X._ mit den 250 Tausendernoten und mitgebrachten schwarzen Papierstücken in Notenform mehrere Pakete fabriziert, welche nach Meinung der Privatkläger hernach in den Tresor gelegt worden seien. In Wirklichkeit hätten die beiden Täter das Geld gegen Pakete mit wertlosen Papierschnipseln ausgetauscht und heimlich aus der Wohnung geschafft. Auf Drängen von X._ hin, hätten die Privatkläger in der Folge weitere CHF 100'000.-- aufgetrieben und Mitte März 2010 "Y._/Ya._", der wiederum in Begleitung von X._ bei ihnen erschienen sei, übergeben. Dabei habe sich der Vorgang auf dieselbe Weise wiederholt.
B. Das Bezirksgericht Winterthur erklärte X._ mit Urteil vom 6. April 2011 des mehrfachen Diebstahls sowie des vorsätzlichen Fahrens in fahrunfähigem Zustand schuldig und verurteilte ihn zu einer Freiheitsstrafe von 28 Monaten (unter Anrechnung von 163 Tagen Untersuchungshaft). Den Vollzug der Freiheitsstrafe schob es im Umfang von 14 Monaten, unter Auferlegung einer Probezeit von 3 Jahren, bedingt auf. Im Übrigen ordnete es den Vollzug der Freiheitsstrafe an. Ferner verpflichtete es X._, den Privatklägern Fr. 350'000.- als Schadenersatz zu bezahlen, unter solidarischer Haftung mit allfälligen Mittätern. Im Mehrbetrag verwies es das Schadenersatzbegehren auf den Weg des Zivilprozesses. Ferner entschied es über die Einziehung der beschlagnahmten Gegenstände.
Eine vom Beurteilten gegen diesen Entscheid geführt Berufung wies das Obergericht des Kantons Zürich mit Urteil vom 19. Dezember 2011 ab und bestätigte das erstinstanzliche Urteil, soweit es nicht in Rechtskraft erwachsen war.
C. X._ führt Beschwerde in Strafsachen beim Bundesgericht, mit der er beantragt, er sei von der Anklage des mehrfachen Diebstahls freizusprechen, und die Forderung der Kläger sei abzuweisen, eventuell auf den Zivilrechtsweg zu verweisen. Er sei wegen vorsätzlichen Fahrens in fahrunfähigem Zustand zu einer bedingten Geldstrafe von 20 Tagessätzen zu Fr. 15.-- zu verurteilen. Ferner sei ihm eine Haftentschädigung von Fr. 10'000.-- zuzüglich Zins zu 5% ab 31. März 2010 zuzusprechen. Eventualiter sei die Sache zu neuer Entscheidung an die Vorinstanz zurückzuweisen. Schliesslich ersucht er um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege.
X._ stellt überdies das Gesuch, es sei seiner Beschwerde die aufschiebende Wirkung zu verleihen. In ihren Vernehmlassungen beantragen die Privatkläger die Abweisung und die Oberstaatsanwaltschaft des Kantons Zürich die Gutheissung des Gesuchs. Das Obergericht des Kantons Zürich hat auf Stellungnahme verzichtet. Mit Verfügung vom 12. März 2012 erteilte der Präsident der Strafrechtlichen Abteilung des Bundesgerichts der Beschwerde die aufschiebende Wirkung.
D. Vernehmlassungen in der Sache wurden nicht eingeholt.
Erwägungen:
1. 1.1 Der Beschwerdeführer rügt zunächst eine Verletzung seines Anspruchs auf ein unparteiisches Gericht. Er macht geltend, der Referent im vorinstanzlichen Verfahren, Oberrichter O._, habe im Anschluss an die mündliche Urteilsbegründung durch den Präsidenten sinngemäss ergänzend bemerkt, er bedaure, dass die naiven und leichtgläubigen Privatkläger an ihn (den Beschwerdeführer) geraten seien; dieser täusche sich aber, wenn er meine, im Obergericht gleich Dumme zu finden. Mit dieser Bemerkung habe der Referent zum Ausdruck gebracht, die Richter der Vorinstanz würden ebenso wenig auf einen "Wash-wash-Trick" hereinfallen wie die Berufung Aussicht auf Erfolg habe. Diese unsachliche Äusserung des Referenten erwecke den Anschein, dass dieser nicht nur nach Abschluss der mündlichen Verhandlung, sondern bereits bei der Vorbereitung und in der Urteilsberatung emotional gegen ihn (den Beschwerdeführer) eingestellt gewesen sei. Es sei nicht auszuschliessen, dass sich diese Haltung auf die Beweiswürdigung, sein Referat und seinen Antrag im Richterkollegium ausgewirkt habe. Damit erscheine Oberrichter O._ als befangen (Beschwerde S. 8 f.).
1.2 Nach Art. 30 Abs. 1 BV und Art. 6 Ziff. 1 EMRK hat jede Person Anspruch darauf, dass ihre Sache von einem unabhängigen und unparteiischen Richter ohne Einwirken sachfremder Umstände entschieden wird. Die Garantie des verfassungsmässigen Richters wird verletzt, wenn Umstände vorliegen, die bei objektiver Betrachtung geeignet sind, Misstrauen in die Unvoreingenommenheit des Richters zu erwecken. Der Anschein der Befangenheit kann durch unterschiedlichste Umstände und Gegebenheiten begründet werden. Diese können insbesondere in einem bestimmten Verhalten oder in vor oder während eines Prozesses abgegebenen Äusserungen eines Richters liegen, die den Schluss nahelegen, dass sich dieser bereits eine feste Meinung über den Ausgang des Verfahrens gebildet hat. Bei der Beurteilung solcher Umstände ist indes nicht auf das subjektive Empfinden einer Partei abzustellen. Das Misstrauen in die Unvoreingenommenheit muss vielmehr in objektiver Weise begründet erscheinen. Es genügt, wenn Umstände vorliegen, die bei objektiver Betrachtung den Anschein der Befangenheit und Voreingenommenheit erwecken. Dass der Richter tatsächlich befangen ist, ist nicht erforderlich (BGE 138 I 1 E. 2.2; 137 I 227 E. 2.1; Urteil des Bundesgerichts 1B_407/2011 vom 21.11.2011, in: Pra 2012 Nr. 24 S. 165 E. 2.2, je mit Hinweisen).
1.3 In einer Strafbehörde tätige Personen sind an das Gebot der Sachlichkeit gebunden und müssen die Parteien als Subjekt des Verfahrens behandeln. Namentlich in der Hauptverhandlung hat sich der Richter grob unsachlicher Äusserungen oder Humor auf Kosten von Verfahrensbeteiligten zu enthalten, wobei es nicht darauf ankommt, ob diese mündlich erfolgen oder sich durch Mimik oder Gestik offenbaren. Problematisch sind insbesondere despektierliche, kränkende oder beleidigende Werturteile, wenn sich darin eine Haltung offenbart, welche die sachliche und unbefangene Beurteilung der Streitsache objektiv in Frage stellt. Bloss ungeschickte Bemerkungen, verbale Entgleisungen, Unhöflichkeiten oder Ungehaltenheit begründen für sich allein aber den Anschein der Befangenheit noch nicht (BGE 127 I 196 E. 2d; 116 Ia 14 E. 6; REGINA KIENER, Richterliche Unabhängigkeit: verfassungsrechtliche Anforderungen an Richter und Gerichte, Bern 2001, S. 100 ff.; vgl. auch STEPHAN WULLSCHLEGER, Kommentar zur Schweizerischen Zivilprozessordnung, hrsg. von Thomas Sutter-Somm et al., 2010, N 33 zu Art. 47).
Die Äusserung, die der Referent im vorinstanzlichen Verfahren nach der Darstellung des Beschwerdeführers im Anschluss an die mündliche Urteilsbegründung durch den Präsidenten gemacht hat, wäre nicht geeignet, bei objektiver Betrachtung die Besorgnis der Voreingenommenheit und Parteilichkeit zu erwecken. Es mag zutreffen, dass eine derartige Bemerkung nicht in allen Teilen dem Erfordernis einer zurückhaltenden Ausdrucksweise gerecht würde, doch liesse sich aus ihr nicht ableiten, der Referent habe sich schon in einem früheren Stadium des Verfahrens abschliessend festgelegt, so dass das Verfahren in Bezug auf den konkreten Sachverhalt nicht mehr als offen erschien. Die behauptete Äusserung des Referenten wäre als nachträgliche, eher ungeschickte Ergänzung zur mündlichen Urteilsbegründung zu verstehen, aus der sich - auch wenn sie vom Beschwerdeführer als negativ empfunden würde - noch keine Befangenheit ergäbe.
Die Beschwerde erweist sich in diesem Punkt als unbegründet.
2. 2.1 Der Beschwerdeführer rügt im Weiteren eine Verletzung des Grundsatzes "in dubio pro reo". Er macht im Wesentlichen geltend, er sei lediglich Dolmetscher für "Y._/Ya._" gewesen und habe selber an dessen Darstellung geglaubt. Er sei mithin nicht an der Täuschung der Privatkläger und dem Wegschaffen des Geldes beteiligt gewesen. Im Einzelnen bringt er vor, die Vorinstanz habe sein gesamtes Aussageverhalten als unglaubhaft gewürdigt, weil sie die Aussagen der Privatkläger in einem einzigen Punkt, nämlich in Bezug auf die Frage, mit welchen Versprechungen er anlässlich des Telefongesprächs vom 31. März 2010 nach St. Gallen gelockt worden sei, als richtig und seine Bestreitung als widerlegte Schutzbehauptung gewürdigt habe. Die übrigen von der Vorinstanz aufgeführten Gründe bestätigten lediglich diesen Schluss, trügen für sich allein die Beweiswürdigung aber nicht. In Bezug auf das fragliche Telefongespräch sei umstritten, ob ihm ein Betrag von Fr. 150'000.-- zur Übergabe angeboten worden sei, wie die Privatkläger ausgesagt hätten. Nach seiner eigenen Darstellung sei er nicht nach St. Gallen gekommen, um Fr. 150'000.-- abzuholen. Er habe lediglich Fr. 3'000.-- für seinen Anwalt und zusätzlich Fr. 1'700.-- für eine Hotelrechnung erwartet. Die Aussagen der Privatkläger bei der Polizei und anlässlich der Konfrontationseinvernahmen wichen in diesem Punkt voneinander ab. Es sei daher willkürlich, ihm grundsätzlich die Glaubwürdigkeit abzusprechen. Er habe nie bestritten, dass er um Geld in der Grössenordnung von Fr. 4'000.-- bis 5'000.-- gebeten habe, um Schwierigkeiten abzuwenden. Seine Sachverhaltsdarstellung sei keinesfalls unglaubwürdig und spreche nicht für seine Mittäterschaft am Diebstahl. Die weiteren Feststellungen der Vorinstanz, welche das Beweisergebnis stützen sollten, vermöchten nicht zu belegen, dass alle seine Aussagen unglaubhaft seien (Beschwerde S. 9 ff.).
2.2 Die Vorinstanz nimmt unter Verweisung auf die Erwägungen im erstinstanzlichen Urteil an, der Beschwerdeführer sei nicht bloss ein unwissender Dolmetscher gewesen, sondern habe bei der gesamten Aktion eine zentrale Rolle gespielt. So sei er ab dem zweiten Kontakt jedes Mal mit "Y._/Ya._" bei den Privatklägern erschienen und sei der Dreh- und Angelpunkt zwischen den Privatklägern und "Y._/Ya._" gewesen. Er habe erstelltermassen zahllose telefonische Kontakte mit "Y._/Ya._" wie auch mit einer anderen einschlägig tätigen Person gehabt, welche sich nicht pauschal mit häufigen Anfragen der Privatkläger erklären liessen. Schliesslich sei er namentlich bei den Verpackungsaktionen in der Wohnung der Privatkläger eigenhändig aktiv beteiligt gewesen. Die Unglaubhaftigkeit der Aussagen des Beschwerdeführers gipfele in seiner anlässlich der Schlusseinvernahme geäusserten, absolut weltfremden Behauptung, die Privatkläger hätten den Tresor selber geöffnet und das Geld entnommen, um ihn "Y._/Ya._" zu Unrecht zu belasten. Der Beschwerdeführer habe seine Rolle als Kommunikator derart gut gespielt, dass es "Y._/Ya._" gelungen sei, Geld und Papierbündel zu vertauschen und das Geld unbemerkt aus der Wohnung zu entfernen. Vor diesem Hintergrund sei auszuschliessen, dass der Beschwerdeführer nicht in die Pläne von "Y._/Ya._" eingeweiht gewesen sei. Es sei vielmehr davon auszugehen, dass dieser der abgesprochenen Rollenverteilung entsprechend an der Umsetzung des Tatplans teilgenommen und arbeitsteilig seinen Tatbeitrag geleistet habe. Die Schilderung des Beschwerdeführers, wonach er lediglich ein unwissender Dolmetscher gewesen sei, er ebenso wie die Privatkläger an die Geldentfärbungsmasche des "Y._/Ya._" geglaubt habe und durch diesen für dessen Zwecke eigentlich instrumentalisiert worden sei, überzeuge daher als Ganzes nicht (angefochtenes Urteil S. 13 f.).
2.3 Was der Beschwerdeführer gegen die tatsächlichen Feststellungen der Vorinstanz einwendet, erschöpft sich in einer blossen appellatorischen Kritik am angefochtenen Urteil, die für die Begründung einer willkürlichen Feststellung des Sachverhalts nicht genügt. Er beschränkt sich im Wesentlichen darauf, die Aussagen der Privatkläger einer freien Würdigung zu unterziehen und geltend zu machen, seine Schilderung des Sachverhalts sei mindestens ebenso wahrscheinlich wie die für ihn nachteilige, auf welche sich die Vorinstanz für ihren Schuldspruch stütze (Beschwerde S. 9 Ziff. 2/16). Es mag zutreffen, dass eine Würdigung der Beweise, wie sie der Beschwerdeführer für richtig ansieht, ebenso in Betracht gezogen werden könnte, doch genügt dies für die Begründung von Willkür nicht. Denn Willkür im Sinne von Art. 9 BV liegt nach ständiger Rechtsprechung nicht schon vor, wenn das angefochtene Urteil nicht mit der Darstellung des Beschwerdeführers übereinstimmt oder eine andere Lösung oder Würdigung vertretbar erscheint oder gar vorzuziehen wäre, sondern nur, wenn der angefochtene Entscheid auf einer schlechterdings unhaltbaren oder widersprüchlichen Beweiswürdigung beruht, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (BGE 138 I 49 E. 7.1; 138 V 74 E. 7; 137 I 1 E. 2.4 je mit Hinweisen).
Im Übrigen ist entgegen der Auffassung des Beschwerdeführers nicht ersichtlich, inwiefern die angebliche Differenz in Bezug auf die telefonischen Versprechungen, mit welchen er nach St. Gallen gelockt wurde (Beschwerde S. 10), für die Beweiswürdigung ausschlaggebend gewesen sein soll. Wie der Beschwerdeführer selbst einräumt (Beschwerde S. 13), war für die Privatkläger offensichtlich nur entscheidend, dass der Beschwerdeführer nach St. Gallen gelockt wurde, damit er dort verhaftet werden konnte. Was sie jenem im Einzelnen in Aussicht gestellt hatten, ist ohne wesentliche Bedeutung. Es trifft auch nicht zu, dass die kantonalen Instanzen die Aussagen des Beschwerdeführers lediglich wegen seiner "widerlegten Schutzbehauptung" in diesem Punkt insgesamt als unglaubhaft würdigen. Nach ihren Erwägungen waren seine Angaben insgesamt widersprüchlich und ausweichend, was namentlich durch seine Aussage belegt wird, die Privatkläger hätten das Geld selbst dem Tresor entnommen und ihn zu Unrecht beschuldigt. Zur Hauptsache stützen sich die kantonalen Instanzen auf den Umstand, dass alle Kontakte zwischen den Privatklägern und "Y._/Ya._" über den Beschwerdeführer liefen, dass dieser die Privatkläger nach der ersten "Musterwaschung" zur Bank begleitete, um die Echtheit der "gewaschenen" Note zu überpüfen, und dass er bei beiden Verpackungsvorgängen von Anfang bis zum Schluss zugegen und eigenhändig aktiv war (angefochtenes Urteil S. 8 ff., 13 f.). Mit diesen Erwägungen setzt sich der Beschwerdeführer nicht rechtsgenügend auseinander. Dass die kantonalen Instanzen bei dieser Sachlage zum Schluss gelangen, es sei nicht denkbar, dass "Y._/Ya._" die Geldpakete hätte austauschen können, ohne dass der Beschwerdeführer in dessen Pläne eingeweiht gewesen wäre und gemäss der abgesprochenen Rollenverteilung an deren Umsetzung teilgenommen hätte, ist jedenfalls nicht schlechterdings unhaltbar.
Die Beschwerde ist auch in diesem Punkt unbegründet, soweit auf sie überhaupt eingetreten werden kann.
3. 3.1 Der Beschwerdeführer rügt schliesslich, die Vorinstanz habe Art. 343 Abs. 3 StPO verletzt, indem sie die Privatkläger nicht noch einmal einvernommen oder die Angelegenheit zur ihrer Befragung an das Bezirksgericht zurückgewiesen habe. Er habe sowohl vor erster wie auch vor zweiter Instanz die Einvernahme der Privatkläger beantragt. Deren Aussagen seien für die Vorinstanz entscheidend gewesen. Sie habe in Bezug auf die Frage, mit welchen Versprechungen sie ihn am 31. März 2010 nach St. Gallen gelockt hätten, auf deren Aussagen abgestellt und gestützt hierauf alle seine Angaben als widerlegte Schutzbehauptungen verworfen. Wenn sie den Aussagen der Privatkläger ein derartiges Gewicht beimessen wollte, hätte sie jene zwingend vernehmen und die Widersprüche in deren Aussagen klären müssen (Beschwerde S. 17 ff.).
3.2 Gemäss Art. 343 Abs. 3 StPO erhebt das Gericht im Vorverfahren ordnungsgemäss erhobene Beweise nochmals, sofern die unmittelbare Kenntnis des Beweismittels für die Urteilsfällung notwendig erscheint.
Wie der Beschwerdeführer zutreffend ausführt (Beschwerde S. 17 Ziff. 3b), handelt es sich bei der Frage, mit welchen Versprechungen er von den Privatklägern nach St. Gallen gelockt wurde, um einen Nebenpunkt, dem in keiner Weise die Bedeutung zukommt, die er ihm beimisst. Angesichts der umfassenden Beweisererhebungen und der verlässlichen Zeugenaussagen der Privatkläger im Untersuchungsverfahren lässt sich nicht sagen, die Kraft des Beweismittels hänge wesentlich vom Eindruck ab, der bei seiner Präsentation entstehe. Die unmittelbare Kenntnisnahme durch die Vorinstanz war daher nicht zwingend notwendig. Die Vorinstanz hat die beantragten Beweisergänzungen zu Recht als entbehrlich erachtet (angefochtenes Urteil S. 14).
4. Aus diesen Gründen ist die Beschwerde abzuweisen, soweit darauf einzutreten ist. Bei diesem Ausgang trägt der Beschwerdeführer die Kosten des bundesgerichtlichen Verfahrens (Art. 66 Abs. 1 BGG). Da sein Rechtsbegehren von vornherein als aussichtslos (vgl. BGE 138 III 217 E. 2.2.4) erschien, ist sein Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege abzuweisen (Art. 64 Abs. 1 BGG). Seinen eingeschränkten finanziellen Verhältnissen kann bei der Festsetzung der Gerichtsgebühr Rechnung getragen werden (Art. 65 Abs. 2 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2. Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird abgewiesen.
3. Die Gerichtskosten von Fr. 800.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
4. Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Zürich, I. Strafkammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 16. August 2012
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Der Gerichtsschreiber: Boog