Faits:
A. Par demande du 30 septembre 2005, B._, a sollicité l'octroi de prestations de l'assurance-invalidité auprès de l'Office de l'assurance-invalidité pour le canton de Vaud (ci-après: l'office AI) en raison de lésions consécutives à une chute survenue le 24 juillet 2003. Le cas avait alors été pris en charge par la Caisse nationale suisse d'assurance en cas d'accidents (CNA) qui avait notamment envoyé l'assurée auprès de la Clinique X._ pour y être examinée.
Entre autres mesures d'instruction, l'office AI a requis le dossier de la CNA et mandaté le Centre Y._ pour examiner l'assurée. Dans leur rapport du 11 janvier 2008, les docteurs S._, spécialiste FMH en rhumatologie, R._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, et H._, spécialiste FMH en neurologie, ont diagnostiqué des lombalgies chroniques, des troubles sensitifs lombosacrés sans explication somatique objectivable, et une dysthymie. Ils ont conclu que ces affections ne se répercutaient pas sur la capacité de travail au moment de l'examen mais ont admis l'existence d'incapacités de travail successives depuis la date de l'accident jusqu'au 31 janvier 2007. Ces conclusions ont été contestées par le docteur O._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, et médecin traitant de l'assurée (cf. avis du 18 août 2008).
Par décision du 19 mai 2009, l'office AI a reconnu à B._ le droit à une rente entière d'invalidité du 1er septembre 2004 au 30 avril 2007 mais l'a nié au-delà de cette date, l'état de santé de l'assurée s'étant amélioré à partir du 1er février 2007.
B. B._ a déféré cette décision au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour des assurances sociales, qui l'a déboutée par jugement du 23 janvier 2012.
C. La prénommée interjette un recours en matière de droit public contre ce jugement dont elle demande l'annulation. Elle conclut au renvoi de la cause à l'administration pour complément d'instruction, sous suite de frais et dépens.
Le Tribunal fédéral renonce à ordonner un échange d'écritures.
Considérant en droit:
1. Saisi d'un recours en matière de droit public (art. 82 ss LTF), le Tribunal fédéral exerce un pouvoir d'examen limité. Il applique le droit d'office (art. 106 al. 1 LTF) et statue sur la base des faits retenus par l'autorité précédente (art. 105 al. 1 LTF). Il peut néanmoins rectifier ou compléter d'office l'état de fait du jugement entrepris si des lacunes ou des erreurs manifestes lui apparaissent aussitôt (art. 105 al. 2 LTF). Il examine en principe seulement les griefs motivés (art. 42 al. 2 LTF) et ne peut pas aller au-delà des conclusions des parties (art. 107 al. 1 LTF). Le recourant ne peut critiquer la constatation des faits importants pour le sort de l'affaire que si ceux-ci ont été établis en violation du droit ou de façon manifestement inexacte (art. 97 al. 1 LTF), c'est-à-dire arbitraire. En matière d'appréciation des preuves, il y a arbitraire lorsque l'autorité n'a manifestement pas compris le sens et la portée d'un moyen de preuve, si elle ne prend pas en compte, sans raison sérieuse, un élément de preuve propre à modifier la décision ou lorsqu'elle tire des constatations insoutenables des éléments recueillis. Il appartient au recourant de démontrer le caractère arbitraire par une argumentation répondant aux exigences de l'art. 42 al. 2 LTF (ATF 137 I 58 consid. 4.1.2 p. 62).
2. 2.1 Le litige porte sur le droit de la recourante à une rente d'invalidité au-delà du 30 avril 2007.
2.2 Le jugement entrepris expose correctement les dispositions légales et la jurisprudence relatives à la notion d'invalidité et à son évaluation, à la révision du droit aux prestations, au vu de la nature de la décision rendue par l'office AI (décision d'octroi d'une rente échelonnée dans le temps), ainsi qu'à l'appréciation des preuves et à la valeur probante des rapports médicaux. Il suffit d'y renvoyer.
3. 3.1 La recourante reproche aux premiers juges de s'être fondés sur le rapport des experts du Centre Y._ qui les a amenés à constater qu'elle disposait d'une capacité entière de travail à compter du 1er février 2007. Selon elle, il ne serait pas probant, au vu des importantes contradictions qu'il contiendrait.
La recourante voit une première contradiction en ce que l'expert psychiatre a constaté à la fois une très bonne insertion sociale et une vie sociale restreinte. Ce faisant, elle oppose des propos qu'elle a tenus à l'expert, à savoir que sa vie sociale s'était restreinte (p. 11), avec l'avis de ce dernier, selon lequel elle jouissait d'une bonne insertion sociale (p. 23). On ne saurait donc y voir une contradiction. En outre, le fait que la vie sociale se réduise n'a pas nécessairement comme corollaire une perte d'intégration sociale. Tel n'est du reste pas le cas ici puisque la recourante a notamment déclaré aux experts aller régulièrement à la piscine et exercer une activité lucrative dont le taux se montait à 30 %.
La recourante voit une seconde contradiction lorsque l'expert psychiatre a nié l'existence de troubles psychiques en ne se prononçant pas sur le diagnostic d'épisode dépressif et de trouble de la personnalité posé par son psychiatre traitant, alors même qu'il a indiqué avoir des doutes quant à la présence d'un trouble psychiatrique. En l'occurrence, le fait que l'expert s'est montré "un peu surpris face à un discours [où] rien ne va sur le plan somatique et [où] tout est si formidable dans la vie privée", ne signifie pas encore qu'il ait eu des doutes sur l'existence d'un trouble psychique. Cela étant, l'examen clinique n'a révélé aucun trouble de l'humeur, de psychopathologie ou de trouble de la personnalité. En revanche, l'expert a admis la présence d'un trouble dépressif léger en 2006 dont la récurrence faisait défaut, en l'absence d'épisodes dépressifs séparés et significatifs, retenant par conséquent le diagnostic de dysthymie, laquelle n'avait cependant aucune influence sur la capacité de travail. Au vu des explications de l'expert, l'argumentation de la recourante n'est pas plus pertinente que la précédente.
3.2 La recourante soutient encore que l'avis des experts du Centre Y._ du 11 janvier 2008 relatif à l'absence de troubles psychiatriques était contredit par de nombreux rapports médicaux. Elle renvoie à cet égard au rapport du docteur F._, spécialiste FMH en psychiatrie et psychothérapie, du 17 mars 2004, et à celui du docteur A._, spécialiste FMH en neurologie, du 3 mai 2004, tous deux médecins auprès de la Clinique X ._. En plus d'être insuffisamment motivé (cf. consid. 1 supra), cet argument ne lui est d'aucun secours. Outre le fait que le rapport du docteur F._ ne contient aucune indication relative à la capacité de travail, les deux rapports datent de 2004; les médecins y exposaient l'état de santé de la recourante à cette époque uniquement. Dans ces circonstances, les rapports invoqués ne sont pas de nature à mettre en doute les conclusions des experts du Centre Y._.
3.3 Sur le vu de ce qui précède, le rapport des experts du Centre Y._ ne contient pas de contradiction, de sorte que la juridiction cantonale n'a pas violé le droit fédéral lorsqu'elle en a suivi les conclusions et constaté que la capacité de travail de la recourante n'était pas limitée à partir du 1er février 2007. Le recours est par conséquent mal fondé.
4. Vu l'issue du litige, les frais de la procédure sont mis à la charge de la recourante (art. 66 al. 1 LTF).
Par ces motifs, le Tribunal fédéral prononce:
1. Le recours est rejeté.
2. Les frais judiciaires, arrêtés à 500 fr., sont mis à la charge de la recourante.
3. Le présent arrêt est communiqué aux parties, au Tribunal cantonal du canton de Vaud, Cour des assurances sociales, et à l'Office fédéral des assurances sociales.
Lucerne, le 31 octobre 2012
Au nom de la IIe Cour de droit social
du Tribunal fédéral suisse
Le Président: Meyer
Le Greffier: Hichri